2024届山东省临沂市高三年级下册第二次模拟考试（5月）物理试题（附答案解析）

2024届山东省临沂市高三下学期第二次模拟考试（5月）物理试

题

学校:姓名：班级：考号：

一、单选题

1.如图所示为氢原子的能级示意图，3个处于〃=4的激发态的氢原子，自发向较低能级跃

迁的过程中向外辐射光子，并用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠.下列说法正确的是

()

nE/eV

8-----------0

5-------------0.54

4------------0.85

3-------------1.51

2-------------3.4

1-13.6

A.最多能辐射出6种不同频率的光子，其中最多有4种频率的光能使金属钠发生光电

效应

B.最多能辐射出6种不同频率的光子，其中最多有3种频率的光能使金属钢发生光电

效应

C.最多能辐射出5种不同频率的光子，其中最多有4种频率的光能使金属钠发生光电

效应

D.最多能辐射出5种不同频率的光子，其中最多有3种频率的光能使金属钠发生光电

效应

2.如图（a）所示，太阳系外行星M、N均绕恒星Q做同向匀速圆周运动。由于N的遮挡，

行星M被Q照亮的亮度随时间做如图（b）所示的周期性变化，其中"为N绕Q运动的公

转周期。则两行星M、N运动过程中相距最近时的距离与相距最远时的距离之比为（）

亮度

r75

也也也

T77

图（a）图(b)

A.1:4B.3:8C.1:2D.3:5

3.据报道，我国福建号航母舰载机弹射起飞的电磁弹射技术与他国不同，采用的储能方式

是超级电容。某科学探究小组制作了一个简易的电容式电磁弹射装置，如图所示，间距为/

的水平平行金属导轨左端连接充好电的电容器，电容为C,电压为U,导轨右端放置质量为

机的光滑金属棒，匀强磁场沿竖直方向（图中未画出），磁感应强度大小为8,开关闭合后

金属棒向右离开导轨后水平射出，若某次试验金属棒弹射出去后电容器两端的电压减为二，

不计一切阻力，则金属棒离开导轨的速度为（）

y---------------于——

ABCUI043BCUl03BCUI「9BCUI

A.D.-----------C.D.

4m2m4m16m

4.某品牌自行车的气压避震装置主要由活塞、汽缸组成，可将其简化成如图所示结构，该

自行车共有4个完全相同的避震器。自行车车架通过支架连接活塞，汽缸底部固定安装在车

轴上，自行车车架、支架、活塞的总质量为加，活塞横截面积为S,质量为根的骑行爱好者

匀速骑行在水平路面时汽缸内气体的长度为4,重力加速度为g,外界大气压强为P。，活塞

内气体视为理想气体且温度不变，不计一切摩擦，则骑行者在与水平面成

夕=37。（8$37。=0.8）夹角的斜坡上匀速向下骑行时汽缸内气体的长度为（）

2OpoS+5（M+m）g2OpoS+4（M+m）g

A，20Pos+4（M+/〃）g4B.20Pos+5（M+/〃）g1

15p0S+5{M+m）g15Pos+3（M+wz）g

C，15Pos+3（M+m）g40。15pos+5（M+〃?）g"

5.如图所示，半径为R圆形区域内存在磁感应强度大小为8的匀强磁场，磁场方向垂直于

纸面向外。质量为加、电荷量为+4的带电粒子由A点沿平行于直径CD的方向射入磁场，

最后经过C点离开磁场。已知弧C4对应的圆心角为60。，不计粒子重力。则（）

试卷第2页，共10页

A.粒子运动速率为甘

3m

B.带电粒子运动过程中经过圆心。

5兀m

C.粒子在磁场中运动的时间为二

3qB

D.粒子在磁场中运动的路程为深

6.在如图所示的理想降压变压器电路中，在a、b之间加上电压稳定的交流电源，均为定值

电阻，尸为滑动变阻器的滑动触头，滑动变阻器的总电阻玛，电压表、电流表均为理想

A.电流表的示数一定变大

B.电压表的示数保持不变

C.&的功率一直变大

D.4的功率先增大后减小

7.五一假期小明和同学去公园游玩，看到如图所示的弹射装置，该装置由安装在水平台面

上的固定弹射器、竖直圆轨道（在最低点E分别与水平轨道和E4相连）、斜轨道A3组

成。游戏时小滑块从。点弹出，经过圆轨道并滑上斜轨道。全程不脱离轨道且恰好到达B

端视为游戏成功。已知圆轨道半径厂=0.2m,AC长0.4m,8C高/?=0.2m,AE长度可

调，圆轨道和OE光滑，各部分平滑连接，滑块与AB、AE之间的动摩擦因数均为〃=。5,

可视为质点的滑块质量〃?=10g,重力加速度g=10m/s2,忽略空气阻力。要使游戏成功,

弹簧的弹性势能1、AE长4必须满足（)

B.L2>0.2m,且与=（0.05+0.0412）J

C.L2>0.3m,且耳=（0.04+0.05/2）J

D.I2>0.3m,且与=（0.05+0.04右）1

8.如图所示，半径均为E的光滑球和不光滑的半球由同种材料制成的，球和半球放置在竖

直墙壁的左侧。当半球的球心到竖直墙壁的距离大于2.2R时，半球将向左滑动。当半球球

心到墙壁的距离为乙时，即使给球体向下沿通过球心的竖直方向施加的力再大，半球和球始

二、多选题

9.如图所示，为a、b两种单色光以相同的入射角从玻璃斜射向空气的光路图，关于。、b

两种单色光，下列说法中正确的是（）

试卷第4页，共10页

A.增大入射角，b光先发生全反射

B.单色光a的光子能量比单色光b的光子能量大

C.用同一装置进行双缝干涉实验，6光在屏上的干涉条纹的间距较大

D.单色光a、6分别通过同一单缝发生衍射时，单色光a的中央亮纹更宽

10.电动汽车以其环保节能、加速快等优点越来越受到消费者的欢迎，为使汽车既有良好的

加速性能，又能控制汽车的最大速度，电动汽车的车载智能系统介入汽车行驶过程。如图所

示为某品牌汽车在一次起步时汽车牵引力与速度的关系，汽车的速度达到25m/s时电动机功

率达到最大值256kW。此后车载智能系统逐渐降低电动机功率，当电动机功率降至最大功

率的50%时，汽车达到最大速度。已知汽车及乘员的总质量为1600kg,汽车行驶过程中受

到的阻力与速度的关系为f=(Z:=1.024N-s2/ni2),则汽车在起步直至达到最大速度的

A.汽车的加速度始终在减小

B.汽车的加速度先不变后减小

C.该汽车能达到的最大速度是100m/s

D.汽车速度为25m/s时的加速度为6m/s2

11.坐标分别位于％=-3%和x=0处有两个振动情况完全相同的相干波源S］、邑，在/=0时

刻均从平衡位置开始向下运动，波源耳、邑均形成沿x轴正、负两个方向传播的简谐横波,

沿波传播方向上有间距均为1m的9个质点，位置坐标如图所示。/=0时刻各质点均处于平

衡位置，经0.4秒x=2m的质点开始振动，同时x=lm处的质点第一次具有正向最大速度,

则下列法正确的是（）

-5-4-3-2-10123x

A.波源的振动周期为0.4s

B.振动稳定后x=-lm的质点是振动加强的点

C.振动稳定后x=lm的质点是振动减弱的点

D.t=0.7s时刻，耳、S,之间的波形图是一条直线

12.如图所示，两个可看做点电荷的带电绝缘小球紧靠着塑料圆盘，小球A固定不动（图

中未画出）。小球B绕圆盘边缘在平面内从。=0沿逆时针缓慢移动，测量圆盘中心。处的

电场强度，获得沿尤方向的电场强度”随夕变化的图像（如图乙）和沿y方向的电场强度Ey

随。变化的图像（如图丙）。下列说法正确的是（）

A.小球A带负电荷，小球B带正电荷

B.小球A、B所带电荷量之比为1:2

C.小球B绕圆盘旋转一周过程中，盘中心。处的电场强度先增大后减小

D.小球B绕圆盘旋转一周过程中，盘中心。处的电场强度最小值为2V/m

三、实验题

13.某物理小组的同学查阅资料得知，弹簧弹性势能表达式为丸=3履2,左为弹簧的劲度

系数，尤为弹簧形变量。他们设计了图甲所示装置来测量重力加速度g,操作步骤如下：

试卷第6页，共10页

甲

丙

（1）该同学首先利用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，宽度为"=cm。

（2）按图甲竖直悬挂好轻质弹簧，将轻质遮光条水平固定在弹簧下端，测出此时弹簧的长

度与；在铁架台上固定一个位置指针，标示出弹簧不挂钩码时遮光条下边缘的位置，用轻质

细线在弹簧下方挂上钩码，测量出平衡时弹簧的长度无，并按图甲所示将光电门的中心线调

至与遮光条下边缘同一高度。

（3）用手缓慢地将钩码向上托起，直至遮光条下边缘恰好回到弹簧原长时指针标记的等高

处（保持细线竖直），将钩码由静止释放，记下遮光条经过光电门的时间4,则钩码此时的

速度丫=（用题中所给字母表示）。

（4）多次改变钩码个数，重复步骤（2）（3）,得到多组数据，作出（龙一%）-图像如图

丙所示；根据数据计算出图线斜率为6时，可计算出8=（用d和6表示）。

14.我国清洁能源设备生产规模居世界首位。太阳能电池板在有光照时，可以将光能转化为

电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的

实验方法，探究一个太阳能电池板在没有光照时（没有储存电能）的1一U特性。所用的器

材包括：太阳能电池板，电源及电流表A、电压表V、滑动变阻器R、开关S及导线若干。

该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙的/—U图像。

（1）为了达到上述目的，实验电路应选用图甲中的图―（填％”或“6”）。

⑵己知电压表V的量程为0~L5V,内阻为21kQ,若要将该电压表改装成量程为04V的

电压表，该电表需串联一个kQ的电阻。

（3）太阳能电池板作为电源，在一定光照强度下其路端电压与总电流的关系如图丙所示，把

它与阻值为1k。的电阻连接构成一个闭合电路，该电源的效率是—%□（结果保留三位有效

数字）

（4）太阳能电池板在没有光照时（没有储存电能）的伏安特性曲线如图乙所示。太阳能电池

板没有光照时（没有储存电能）其电阻用符号尺表示，将同规格的电池板接入电路如丁图

所示，已知电源电动势E=3V,内阻r=5000,可得电池板消耗的功率_mW（保留三位

有效数字）。

四、解答题

15.某学习小组测量半径为R的透明半圆柱体玻璃的折射率，其横截面如图所示为半圆形，

是通过透明玻璃体横截面圆心。的直线，用激光笔沿平行于MN的直线43射向该柱体,

8为入射点，角NBQM=60。。8为出射光线，C£＞与相交，夹角a=30。。已知光在真

空中的传播速度为c，求：

（1）透明玻璃半圆柱体材料对该激光束的折射率；

（2）激光束在半圆柱体中传播的最短时间。

试卷第8页，共10页

A'、2__

MoP7DN

16.火箭是世界各国进行太空活动的主要运载工具，我国针对火箭可重复使用技术展开了探

索和研究。为了研究火箭可回收技术，某次从地面发射质量为根=100kg的小型实验火箭，

火箭上的喷气发动机可产生恒定的推力，且可通过改变喷气发动机尾喷管的喷气质量和方向

改变发动机推力的大小和方向。火箭起飞时发动机推力大小为凡与水平方向成a=60。，

火箭沿斜向右上方与水平方向成"=30°做匀加速直线运动。经过4=20s,立即遥控火箭上

的发动机，使推力的方向逆时针旋转60。，同时改变推力大小，使火箭沿原方向做匀减速直

线运动（不计遥控器通信时间、空气阻力和喷气过程中火箭质量的变化，g=10m/s2）o求：

（1）推力厂的大小；

（2）火箭上升的最大高度。

17.某种离子诊断测量简化装置如图所示。平面内长为/的正方形EFGH区域内存在方向垂

直纸面向外、磁感应强度大小为2的匀强磁场，探测板8平行于G〃水平放置，能沿竖直

方向缓慢移动且接地。。、虫c为三束宽度不计、间距相等均为d的离子束，离子均以相同

速度垂直边界E"射入磁场，其中6束中的离子恰好从中点射入，后从下边界G〃射出

后垂直打在探测板的右边缘。点。离子质量均为相、电荷量均为q,不计重力及离子间的相

互作用。

（1）求离子运动速度v的大小；

（2）若。离子离开GH时，速度方向与GH夹角为a（锐角），求。离子在磁场中运动的时

间；

（3）当c离子射出磁场后也刚好达到D点，为确保三束离子离开磁场后，都能达到8板，

求此时8板到GH的距离h及8板的最短长度尤。

E(--]F

---------G

CD

18.在空中两个相距为。〃的水平固定天花板之间存在竖直向上的匀强电场，电场强度为

£,外壳绝缘带正电的小球A和B,质量分别为机和3加，带电量分别为4和%。现

q

让同一竖直线上的小球A和B,从下面天花板处和上面天花板下方h的地方同时由静止释

放，所有碰撞都是弹性碰撞，A、B球之间的库仑力忽略不计，重力加速度为g,忽略球的

直径、空气阻力及碰撞时间。

(1)求球B第一次碰撞天花板时球A的速度大小；

(2)若球B在第一次下降过程中与球A相碰，求p应满足的条件；

(3)在(2)情形下，要使球A第一次碰后能到达比其释放点更低的位置(即穿过图中小

球A下面天花板的小孔)，求p应满足的条件；

(4)若B球”次与上天花板碰撞且B与A碰撞发生在B上升阶段，求p应满足的条件。

试卷第10页，共10页

参考答案:

1.c

【详解】3个处于〃=4的激发态的氢原子，可能其中一个直接跃迁到〃=1,氢原子从"=4

到”释放的能量为

AE41=£4-£1=-0.85eV-<-13.6eV)=12.75eV>2.49eV

第二个先跃迁到〃=2,再从"=2跃迁到〃=1,从〃=4到〃=2释放的能量为

AE42=E4-E2=-0.85eV-(-3.4eV)=2.55eV>2.49eV

从”=2到〃=1释放的能量为

AE21=E2-El=-3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV>2.49eV

第三个先跃迁到〃=3,再从〃=3跃迁至！]〃=1,从"=4到〃=3释放的能量为

AE43=E4-E3=-0.85eV-(-1.51eV)=0.66eV<2.49eV

从九=3到〃=1释放的能量为

AE31=E3-E]=-1.5leV-(-13.6eV)=12.09eV>2.49eV

或者从〃=3跃迁至!j〃=2,最后从〃=2跃迁至ij〃=l,从〃=4至i]a=3释放的能量为

AE43=E4-E3=-0.85eV-(-1.51eV)=0.66eV<2.49eV

从〃=3至I]"=2释放的能量为

AE32=E3-E2=-1.51eV-(-3.4eV)=1.89eV<2.49eV

从w=2到”=1释放的能量为

AE21=E2-Ej=-3.4eV-(-13.6eV>10.2eV>2.49eV

综上所述可知最多能辐射出5种不同频率的光子。其中最多有4种频率的光能使金属钠发生

光电效应。

故选C。

2.D

【详解】设M绕Q运动的公转周期为T,由图(b)可知

2^TT0_UT03TO_8TO

竺一"T~T0777

亍下

解得

答案第1页，共17页

7=8”

设行星M、N绕Q运动的半径分别为〜、大，根据开普勒第三定律可得

T?一"2

解得

区「叵」

AK21

则两行星M、N运动过程中相距最近时的距离与相距最远时的距离之比为

L_3

。+勺5

故选D。

3.C

【详解】根据电容器的定义式，有

C=F

可知金属棒在导轨上运动过程中通过它的电荷量为

3

q=C\U=-CU

4

由动量定理，可得

Blit=my

又

q=It

联立，解得

3BCUI

v=---------

4m

故选C。

4.A

【详解】在水平路面时，由平衡可知

(m+M)g+4p0S=405

在水平路面汽缸内气体的体积

匕=修

答案第2页，共17页

斜坡上由平衡可知

(m+M)gcosO+4poS=4/?2S

斜坡上汽缸内气体的体积

Y=h2s

根据玻意耳定律

PiV=八匕

解得

20Pos+5(M+租)g

%

2OpoS+4(^M+m^g

故选Ao

5.B

【详解】

A.假设该电荷在磁场中运动轨迹圆心为。，由几何关系可知一AOC为正三角形。假设运动

轨迹半径为广，由几何关系可知

“R

3

由洛伦兹力公式可知

_qBr_6qBR

v——■

m3m

故A错误;

B.由图像可知，轨迹经过圆心。故B正确；

C.由于此时运动轨迹圆心角为120。，结合公式

答案第3页，共17页

2兀m

qB

可知，所用时间为

2-4万m

t=-T=-----

33qB

故c错误；

D.由几何关系可知

2-4后R

s=——27厂=------

39

故D错误。

故选B。

6.D

【详解】ABC.当滑动触头P由d端向c端滑动时，电阻&的阻值由0开始增加，假设副

线圈的电压。2不变，根据欧姆定律

/旦

/一

可知电流表示数减小，又

/1n2

在匝数比不变的情况下原线圈电流力减小，根据

NU=/国

则R/的电压减小，

巳=//吊

可知，R/功率减小

U、=U—

则原线圈的的电压增大，根据

幺=区

U2n2

副线圈电压。2增大，即电压表的示数增大，故ABC均错误；

D.可以将副线圈的电阻等效到原线圈上来，从而将复杂的电路化为简单的串联电路，如下

图

答案第4页，共17页

0

由于

I[_区

A«2

幺=区

U2n2

可知

R_U[_%_“2n

居一丁一了/一前%效

JL2，匕24]，"

将史等效为原线圈的电阻，其大小

R-HLR

f效—一2

n2

由于如>"2,R2>RI,则R等QR/,将R/看作电源的内阻，此时R第效的功率即为电源的输出功

率，随着滑动触头尸由1端向。端滑动，R粉的电阻从。开始逐渐增加。可知R等费的功率先

增大再减小，且当尺等能=4时有最大功率，则&的功率先增大后减小，故D正确。

故选D。

7.A

【详解】由能量守恒可知

E^mgh+jumg^+L,)

解得

Ep=(0.04+0.05L2)J

为了小滑块不脱离轨道，在圆轨道最高点有

v2

mg=m—

r

解得

v=V2m/s

答案第5页，共17页

根据能量守恒可知

2

Imgr+—mv=mgh+jumg(Z1+L2)

解得

L2=0.2m

综上所述，A正确。

故选Ao

8.D

【详解】依题意，设半球质量为处则光滑球质量为2相，对光滑球和不光滑的半球受力分

析，如图所示

当半球的球心到竖直墙壁的距离为2.2H时，由几何关系，有

2.2R—R

sin6==0.6

2R

根据平衡条件，可得

f=N2=2mgtan0,电=mg+2mg

又

联立，解得

//=0.5

给球体向下沿通过球心的竖直方向施加的力再大，半球和球始终保持静止，需要满足

(F+2mg)tancr<//(mg+F+2mg)

即

mg

tan</z-+1

2mg+F

答案第6页，共17页

当半球球心到墙壁的距离为取最大值L时，有

tana=〃

由几何关系，有

L=2Rsina+R

联立，解得

故选Do

9.BC

【详解】A.由图知，〃光偏折程度较大，。光折射率较大，根据

sinC=^a光临界角较小，增大入射角，。光先发生全反射，故A错误；

n

B.。光折射率较大，则频率较大，根据

E=hv

单色光a的光子能量比单色光b的光子能量大，故B正确；

C.。光频率较大，则波长较小，根据

Ax——A

d

用同一装置进行双缝干涉实验，6光在屏上的干涉条纹的间距较大，故C正确；

D.a光波长较小，单色光。、b分别通过同一单缝发生衍射时，单色光b的中央亮纹更宽,

故D错误。

故选BC。

10.AD

【详解】AB.汽车的速度达到25m/s前的过程，根据牛顿第二定律可得

可知随着汽车速度的增大，汽车的加速度逐渐减小；汽车的速度达到25m/s到最大速度的过

程中，根据牛顿第二定律可得

a，=0=X

mm

可知随着汽车速度的增大，牵引力的减小，汽车的加速度继续逐渐减小；故A正确，B错

误;

答案第7页，共17页

C.设汽车能达到的最大速度为％，此时牵引力等于阻力，电动机功率降至最大功率的50%

时，则有

5。％匕

解得

50%P0.5x256xl03,“,

%=J-------=3--------------------m/s=50m/s

1vkv1.024

故C错误;

D.汽车速度为25m/s时，根据牛顿第二定律可得

——工

Ct——

mm

又

J=/=^=2560N

联立解得

4x2560-1.024x252

a=---------------------------m/s=om/s

1600

故D正确。

故选AD。

11.ACD

【详解】A.设两波的波速为V,周期为T,根据题意可得

—0.4s,^-+-=0.4s

vv2

其中

玉=Im,x2=2m

联立解得

v=5m/s,T=0.4s

故A正确；

B.两波的波长

X=vT=2m振动稳定后k-lm的质点到两波源的距离差

^=201-1111=101=0.5X所以该质点是振动减弱的点，故B错误;

C.振动稳定后x=lm的质点到两波源的距离差

答案第8页，共17页

Ax?=4m-lm=3m=L5九所以该质点是振动减弱的点，故C正确；

D.在t=0.7s时，S|右侧的波刚好传播到0.5m处，S?左侧的波刚好传播到-3.5m处，坐标

在豆、邑之间两列波的振动情况完全相反且振幅相同，则在0.7s时，坐标在y、S2之间的

质点位移都为。，波形图是一条直线，故D正确。

故选ACD„

12.BD

【详解】A.由乙、丙两图可知，当。!■时，小球B在。点正上方,此时Ex=0,Ey=-6V/m,

则说明小球A一定在y轴上固定；当。=0时，”=-4V/m,小球B在。点正右侧，而水平

方向场强方向为x轴负向，则说明小球B为正电荷，此时E，=-2V/m,竖直方向的场强方

向为了轴负向，若小球A在。点正上方固定，则小球A带正电荷，若小球A在。点正下方

固定，则小球A带负电荷，所以小球A的带电性质不能确定，故A错误；

B.由于两小球都紧靠在塑料圆盘的边缘,所以到。点的距离r相同，当0=0时，纥，4V/m,

线=-2V/m,由£=上且可得

r

QA:QB=\\2

故B正确；

C.盘中心。处的电场强度为小球A和小球B在。点产生的场强的矢量和，随着小球B从

6=0转至!J2%的过程中，区和既大小都不变，%和乙的夹角在增大的过程中，当■时，

。处的合场强最大；当"三时，。处的合场强最小；所以小球B从。=0转到2%的过程中，

中心。处的合场强先增大后减小再增大，故C错误；

D.小球B绕圆盘旋转一周过程中，当。=彳时，。处的合场强最小，其值大小为

2

E=EA+EB=-2+4V/m=2V/m

故D正确。

故选BD。

13.0.230——

Zb

【详解】（1）[1]主尺读数为2mm,游标卡尺第6条刻度线与主尺对齐，宽度为

答案第9页，共17页

d=2mm+6x0.05mm=0.230cm

（3）⑵钩码此时的速度为

d

v=一

Ar

（4）⑶根据受力平衡

k(x-Xo)=mg

所以

E摩左（尤一龙0）2

根据机械能守恒定律

F1/7、2

联立，解得

d2I

xx0—,9

g(At)-

结合丙图，可得

,d2,

k=——二b

g

解得

d2

g=~br

14.⑴〃

(2)35

(3)64.3%

(4)2.58mW

【详解】（1）根据特性曲线可知，电流需要从零开始，因此滑动变阻器采用分压式接法，可

知，实验电路应选用图甲中的图

（2）将小量程电压表改装成大量程电压表，需要串联一个分压电阻，则有

1.5V_4V

21kQ_21kQ+.

代入得

答案第10页，共17页

Rx=35kQ

(3)由图丙，图像与纵轴交点为电动势，即2.80V。若把它与阻值为IkO的电阻连接构成

一个闭合电路，作出电阻的伏安特性曲线，如图所示

图像交点为工作点，即电阻两端电压为L80V。该电池板的效率是

W

=L_0X100%=643%

EI2.80

(4)设尺两端的电压为U,电流为乙，由闭合电路欧姆定律可得

U=E-Ixr

则有

U=3-5001,

作出电源的图像。一/,如图所示

可得，电池板消耗的功率约为

P=lx2.58mW=2.58mW

15⑴与⑵半

【详解】(1)作出光路图，如下图所示

答案第11页，共17页

光线经过两次偏折后有

2(z-r)=30°

解得

r=45°

由折射定律得

sin60°

n=--------

sin45°

解得

\[6

n=----

2

(2)设光束在半圆柱体中的传播路程为％由几何关系

5=27?cos45°

c

n=—

v

传播时间

s

t=-

V

解得

C

16.(1)IOOOA^N；(2)2000m

【详解】(1)如图

答案第12页，共17页

F

根据几何关系

F『ng

F=2mgcos30°=1000V3N

(2)推力的方向逆时针旋转前，竖直方向加速度大小

丝厘5mzs2

m

上升高度

19

%=—aytf=1000m

竖直方向速度

vy=aytx=100m/s

推力的方向逆时针旋转后，合外力器।方向与原速度方向相反，仍然有

F合i=mg

竖直方向加速度大小

6cos(90。-/)

a------------------=5m/s

vlm

上升的高度

v2

1%=——=1000m

一2%

所以火箭上升的最大高度

h=hi+h2=2000m

17.(1)型;⑵(3)」——」................-

2mBq2tanatana2sinatanasina

答案第13页，共17页

【详解】（1）由题可知，粒子在磁场中做圆周运动的半径

R=-

2

洛伦兹力为粒子圆周运动提供向心力，故

Bqv=-----

R

解得

丫=驯

2m

（2）粒子圆周运动的周期

T①

Bq

〃粒子离开磁场时速度与GH的夹角为由几何知识可知，其在磁场中偏转的圆心角

0-7i-a

故粒子在磁场中运动的时间

_7i-a_n-a_（4一oc）m

360°2%BqBq

（3）根据题意，做出粒子运动的轨迹，如图所示，由几何知识可得

HO=d

故

HQ=^-=-^—

tanatana

由此可得

QM=-l-HQ=-l-——

22tancr

所以，CD到的距离

7QMId

n=-------=----------------z-

tancr2tanatana

要使。最短，需使。束粒子恰好打在C端，C束粒子恰好打在D端，根据上述计算结果可

知

QD&L_1___—

=sina=2sin。tanasina

所以CO板的最短长度

_QD______Zd

sina2sin2atanasin2a

答案