絕密★啟用前

2021屆湖北省隨州市第一中學(xué)

高三（新高考）最新信息卷（一）物理

注意事I頁：1、答題前填寫好自己的姓名、班級、考號等信息2、

請將答案正確填寫在答題卡上

一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，

只有一項(xiàng)是符合題目要求的。

1.做豎直上拋運(yùn)動的物體，每秒的速度增量總是（）

A.大小不等，方向不同B.大小相等，方向不同

C.大小不等，方向相同D.大小相等，方向相同

答案：D

解：豎直上拋運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動，加速度為g,方向豎直向下，根據(jù)△丫=gr,知

每秒速度增量大小相等，方向豎直向下。故ABC錯誤，D正確。

2.與傳統(tǒng)汽車燈相比，氤氣燈因具有亮度高、色溫低、壽命長、功率低的優(yōu)點(diǎn)而受到

車主的青睞。某汽車放氣燈泡的容積為2mL,充入流氣的密度為6kg/n?,猷氣摩爾質(zhì)量為

0.13kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)M=6X1023moit,則該燈泡中敬氣分子數(shù)約為（）

A.6X10"個B.6X1022個c.6X10.個口.6X10"個

答案：A

解：分子個數(shù)N=a6x10“'個，故選A。

3.圖甲是“光電效應(yīng)”實(shí)驗(yàn)電路圖，圖乙為某次“光電效應(yīng)”實(shí)驗(yàn)中得到的同一光電

管兩端的遏止電壓4隨入射光頻率r變化的函數(shù)關(guān)系圖像，下列判斷正確的是（）

A.入射光的頻率y不同，遏止電壓〃相同

B.入射光的頻率r不同，光照強(qiáng)度不同，/一/圖像的斜率相同

C.只要光的光照強(qiáng)度相同，光電子的最大初動能就一定相同

D.圖甲所示電路中，當(dāng)電壓表增大到一定數(shù)值時，電流計(jì)將達(dá)到飽和電流

答案：B

解：逸出功與金屬材料有關(guān)，與入射光的頻率無關(guān)，由石皿二人丫一叱）可知，入射光的

頻率不同，電子的最大初動能不同，又e"=Ekm,所以入射光的頻率不同，遏止電壓以

不同，A錯誤；由""1="'/一'匕=￡<-可得4=4“一匕），故圖線的斜率為相同的常量,

B正確；由愛因斯坦光電效應(yīng)"kmn""一%可知在入射光頻率不同的情況下，光電子的最

大初動能不同，最大初動能與光照強(qiáng)度無關(guān)，C錯誤；必須使圖甲所示電路中的電源正負(fù)極

反接過來，才能用來驗(yàn)證光電流與電壓的關(guān)系，即當(dāng)電壓表增大到一定數(shù)值時電流計(jì)將達(dá)到

飽和電流，D錯誤。

4.如圖甲所示，光滑圓弧面的半徑為A,圓弧且4、8等高，a球從4點(diǎn)由

靜止釋放沿圓弧下滑做周期運(yùn)動，周期為北；如圖乙所示，d、e、7?三個小球在同一水平面

內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，圓錐擺的懸點(diǎn)。與圓心”的高度差為R運(yùn)動周期分別為乙、北、T,；

關(guān)于四個周期，下列說法正確的是（）

A.T>TQT>TrB.Ta<T,<Te<T?

C.T“=Ta=T?=TrD.無法確定大小關(guān)系

答案：C

周期北=兀聆；

解：球是等效單擺,2對圓錐擺，設(shè)其中一個小球的擺線與豎直方向

的夾角為力，對小球受力分析有色tan/?=ma,由勻速圓周運(yùn)動的規(guī)律可得“=（女）2〃，

T

由幾何關(guān)系可得tan/7=（，綜合可得了=2?！?，說明”、、了三個小球的周期與月無

關(guān)且相等，則四個小球的周期相等。C正確。

5.如圖，一氣缸開口向右、固定于水平地面，一活塞將一定質(zhì)量的氣體封閉在氣缸內(nèi)。

汽缸中間位置有小擋板。開始時，外界大氣壓為R,活塞緊壓于小擋板右側(cè)。緩慢升高封閉

氣體溫度7,封閉氣體壓強(qiáng)P隨7變化圖像可能正確的是（）

解：當(dāng)緩慢升高缸內(nèi)氣體溫度時，氣體先發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律，缸內(nèi)氣體的壓

強(qiáng)0與熱力學(xué)溫度7成正比，圖線是過原點(diǎn)的傾斜的直線：當(dāng)缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)等于外界的大

氣壓時，氣體發(fā)生等壓膨脹，圖線是平行于7軸的直線。

6.如圖，一理想變壓器成端接交流電源，原線圈匝數(shù)為100匝，R\、尼、后阻值相等。

則當(dāng)開關(guān)S斷開時用功率為當(dāng)S閉合時用功率為月，且《：2=9：25,則副線圈匝數(shù)

答案：B

解：設(shè)副線圈匝數(shù)為〃，當(dāng)開關(guān)S斷開時，設(shè)變壓器左邊電流為人電壓為〃，右邊電

流為1\',電壓為L!\'.電源電壓為爆，電阻阻值均為R,電源電壓Ua>=U\-\-I\R,—;=—■，

U："

^=777,=4R,P尸I：&當(dāng)開關(guān)S閉合時，設(shè)變壓器左邊電流為電壓為跖

I：10。

右邊電流為4',電壓為小，電源電壓如=〃+/；兄子=—>U2=I2x——，當(dāng)■=77X，

[j'n22R+R1：100

P2=IIR,A：8=9：25,聯(lián)立得〃=50,故B正確。

7.2020年7月23日，我國首次火星探測任務(wù)“天問一號”探測器，在中國文昌航天

發(fā)射場應(yīng)用長征五號運(yùn)載火箭送入地火轉(zhuǎn)移軌道。為了節(jié)省燃料，我們要等火星與地球之間

相對位置合適的時候發(fā)射探測器，受天體運(yùn)行規(guī)律的影響，這樣的發(fā)射機(jī)會很少。已知火星

的公轉(zhuǎn)周期約是地球公轉(zhuǎn)周期的1.9倍，為簡化計(jì)算，認(rèn)為地球和火星在同一平面上、沿同

一方向繞太陽做勻速圓周運(yùn)動，如圖所示。根據(jù)上述材料，結(jié)合所學(xué)知識，下列說法正確的

是（）

A.地球的公轉(zhuǎn)向心加速度小于火星的公轉(zhuǎn)向心加速度

B.探測器從/點(diǎn)運(yùn)動到。點(diǎn)的過程中處于加速狀態(tài)

C.如果火星運(yùn)動到6點(diǎn)時，地球恰好在/點(diǎn)，此時發(fā)射探測器，那么探測器沿軌跡4C

運(yùn)動到，點(diǎn)時，恰好與火星相遇

D.如果錯過某一發(fā)射時機(jī)，那么下一個發(fā)射時機(jī)需要再等約2.1年

答案：D

解：火星軌道半徑大于地球軌道半徑，根據(jù)6粵=ma可知，向心加速度與軌道半

廠

徑的平方成反比，所以，地球的公轉(zhuǎn)向心加速度大于火星的公轉(zhuǎn)加速度，A錯誤；根據(jù)開普

勒第二定律可知，探測器從4點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的過程中，離太陽的距離越來越大，速度會越來

越小，所以應(yīng)該是減速過程，B錯誤；根據(jù)開普勒第三定律，火星與探測器的公轉(zhuǎn)半徑不同，

則公轉(zhuǎn)周期不相同，因此探測器與火星不會同時到達(dá)C點(diǎn)，不能在C點(diǎn)相遇，C錯誤；地球

的公轉(zhuǎn)周期為1年，火星的公轉(zhuǎn)周期約是地球公轉(zhuǎn)周期的1.9倍，兩者的角速度之差為

△O=生_女=L迎，則地球再一次追上火星的用時為『=2=2.1年，D正確。

11.91.9A(y

8.總質(zhì)量為卬的汽車在平直公路上以速度的勻速行駛時，發(fā)動機(jī)的功率為凡司機(jī)為

9

合理進(jìn)入限速區(qū)，減小了油門，使汽車功率立即減小到可尸并保持該功率繼續(xù)行駛，設(shè)汽車

O

行駛過程中所受阻力大小不變。從司機(jī)減小油門開始，汽車的v-t圖象如圖，從汽車開始

減速到再次達(dá)到勻速運(yùn)動的過程中，行駛的位移為s,汽車因油耗而改變的質(zhì)量可忽略。則

在該過程中，下列說法不正確的是()

2

A.汽車再次勻速運(yùn)動時速度大小為不外

B.f=0時刻，汽車的加速度大小為

C.汽車的牽引力不斷減小

D.經(jīng)歷的時間為需

2%12P

答案：C

p2

解：汽車以速度無勻速行駛時，牽引力等于阻力，有f=F),汽車以功率鼻尸勻速

oP7

行駛時牽引力等于阻力，有f=F=/,可得M=A正確；1=0時刻，汽車的牽引

3u'3

2Pf-FP

力￡)=丁，汽車的加速度大小?！?=-——，B正確；汽車做減速運(yùn)動，速度減小,

3%m3mv0

功率不變，據(jù)/>=用知，牽引力不斷增大，C錯誤；由動能定理有

|打一W,=]〃(|%)2,其中克服阻力做功科=於，所經(jīng)歷的時間

3s5/nv；

D正確。

2v012P

二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中,

有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。

9.如圖甲所示，同一介質(zhì)中兩個波源〃和川相距￡=6.0m,起振后的振動圖像分別如

圖乙和圖丙所示，位于以N之間的質(zhì)點(diǎn)一到波源M的距離d=2.25m,已知波源M產(chǎn)生的

簡諧橫波的速度〃=50m/s,則以下判斷正確的是()

A.波源M產(chǎn)生的波的波長比波源N產(chǎn)生的波的波長長

B.波源"產(chǎn)生的波剛傳播到尸點(diǎn)時，質(zhì)點(diǎn)P向y軸正方向運(yùn)動的

C.兩列波疊加后，一點(diǎn)的振幅是9cm

D.兩列波疊加后，以/V連線的中點(diǎn)處的振幅是9cm

答案：BC

解：介質(zhì)決定波速，兩波波速相等，/=50m/s,分析圖象可知，周期7=0.02s,則

波長均為m,A錯誤；分析圖乙可知，波源起振方向向上，則波傳播到。點(diǎn)時，

起振方向和波源一樣，也是向上；B正確；分析圖丙可知，兩波起振方向相反，尸點(diǎn)到兩波

源的波程差為?=L5m為半波長的奇數(shù)倍，一點(diǎn)為振動加強(qiáng)點(diǎn)，振幅為兩波振幅之和，A

=9cm；C正確；同理，陽V連線的中點(diǎn)，為振動減弱點(diǎn)，振幅為兩波振幅之差，小=1cm；

D錯誤。

10.如圖，在水平桌面上疊放著兩個物塊"和加，材與桌面的動摩擦因素為小，加與〃

之間的動摩擦因素為一根輕繩一端與材相連，另一端繞過光滑的定滑輪4系在豎直桿

上的8點(diǎn)。現(xiàn)將另一個物體G用光滑輕質(zhì)掛鉤掛在輕繩上45之間的。點(diǎn)，已知整個裝置處

于靜止?fàn)顟B(tài)時，豎直桿與繩陽的夾角為a,貝I")

A.將繩的8端向上緩慢移動一小段距離時繩的張力不變

B.將豎直桿緩慢向右移動一小段距離時繩的張力增大

C."所受的摩擦力為小

I）.剪斷力處輕繩瞬間，力的加速度為4g

答案：AB

解：令滑輪/和豎直桿之間的繩長為心,距離為狀則根據(jù)晾衣繩模型可知sina=旦，

L

而2Tcosa=G,解得繩子上的張力為T=—^―,所以將繩的6端向上緩慢移動一小段

2cosa

距離時，d不變，z不變，故a不變，所以繩子的張力不變，A正確；將豎直桿緩慢向右移

動一小段距離，則，變大，/不變，故口變大，因此繩子的張力增大，B正確；由于有整個

裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以"和歷都受力平衡。所以，"和m之間沒有摩擦力，因此M所受的摩

擦力等于繩子的張力。但由于是靜摩擦力，所以一^NM（M+/n）g,C錯誤；剪斷1處

輕繩瞬間，卬的加速度為零，D錯誤。

11.如圖所示，在豎直平面內(nèi)存在勻強(qiáng)電場，△的6是正三角形，邊長為/,冗長為|1

沿豎直方向，將一個質(zhì)量為聯(lián)電荷量絕對值為°的帶電小球以［儂，的初動能從。點(diǎn)拋出，

O

99

運(yùn)動到1點(diǎn)的動能為Nmg/,運(yùn)動到C點(diǎn)的動能為已知重力加速度為g,則下列說

84

法正確的有（）

/)

A.。到｛的過程，電場力做功為一；/跖7

B.帶電小球一定帶負(fù)電

C.電場線一定垂直4?

D.電場強(qiáng)度的大小為如.

6q

答案：CD

解：。至ljA的過程，根據(jù)動能定理〃W+W=，g/_|mg/，解得電場力做功

1Q/Q

w=-^mgl.A錯誤；同理，。到C的過程，根據(jù)動能定理叫5+卬'=3〃儂一,叫/,

解得電場力做功W'=.3mg/,則由。運(yùn)動到6的過程，解得電場力做功/7卬,=（1mg/,可

知/、8為等勢點(diǎn)，為一條等勢線，電場強(qiáng)度的方向垂直A3,c正確；由于無法判斷電

場強(qiáng)度具體指向，B錯誤；。到/的過程皿=!，咫/=46￡/,所以E=?I鱉，D正確;

426q

12.如圖所示，在直角坐標(biāo)系屋加的第一象限內(nèi)，有場強(qiáng)大小為反方向沿x軸正方向

的勻強(qiáng)電場，第二象限內(nèi)有一半徑為Zo的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8,磁場方

向垂直于X仰平面向里，圓形磁場邊緣與x軸相切于P點(diǎn)，〃點(diǎn)坐標(biāo)為（一24，0）?現(xiàn)有

兩個電子a、6從尸點(diǎn)以相同速率％沿不同方向同時射入勻強(qiáng)磁場區(qū)域，a、6的速度方向與

y軸正方向夾角均為，=60°。電子方經(jīng)過y軸上的0點(diǎn)進(jìn)入第一象限（0點(diǎn)圖中沒畫出）。

已知兩個電子恰好都經(jīng)過圓形磁場邊緣的同一點(diǎn)4（4點(diǎn)圖中未畫出），電子質(zhì)量卬、電荷

量為e,%=竺“，不計(jì)重力，則（）

m

A.電子a、6進(jìn)入第一象限前在磁場中運(yùn)動的時間差是空

Be

B.電子在電場中運(yùn)動離y軸最遠(yuǎn)距離為

2mE

C.0點(diǎn)的坐標(biāo)為（0,紅史，）

2

D.電子a、。同時到達(dá)4點(diǎn)

答案：BD

2

解：在磁場中，根據(jù)6加?=斤，解得r=4,兩個電子恰好都經(jīng)過圓形磁場邊緣的同

一點(diǎn)爪，電子離開磁場進(jìn)入電場到再次返回磁場的運(yùn)動過程，a、。兩電子都平行X軸，如

圖所示，

所以a、6兩個電子的偏轉(zhuǎn)角分別是。=30。，4=150。，電子在磁場中的運(yùn)動的周

2Tlm

期為T=——，則電子a、6進(jìn)入第一象限前在磁場中運(yùn)動的時間差是

eB

=理二T=""，A錯誤；在電場中，電子速度向右減速到零，則離，軸最遠(yuǎn),

360°360°3eB

根據(jù)動能定理—eEd=0—'m%2,解得d=O幺，B正確；根據(jù)幾何關(guān)系，0點(diǎn)的縱坐標(biāo)

22mE

為=廠+…。$30。=冬盧4,所以電子人經(jīng)過y軸上的。點(diǎn)坐標(biāo)為（0,和叵4），C

錯誤；兩個電子恰好都經(jīng)過圓形磁場邊緣的同一點(diǎn)4，電子離開磁場進(jìn)入電場到再次返回磁

場的運(yùn)動過程，如圖所示，

根據(jù)對稱性可知4點(diǎn)的坐標(biāo)為（一2%,2Zo）,且根據(jù)對稱性可得a、8在電場運(yùn)動時間

相同，在磁場運(yùn)動時間也相同，在無場區(qū)域運(yùn)動時間相同，所以a、。同時到達(dá)4點(diǎn)，D正

確。

三、非選擇題：本題共6小題，共60分。按題目要求作答。解答題應(yīng)寫出必要的文字

說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必

須明確寫出數(shù)值和單位。

13.（6分）某同學(xué)為探究氣球在空氣中運(yùn)動時所受空氣阻力的大小跟速率的定量關(guān)系，

所使用的器材如下：鐵架臺、鉤碼、彈簧測力計(jì)、細(xì)繩、氣球、毫米刻度尺、具有連拍功能

的手機(jī)，其實(shí)驗(yàn)步驟如下：

A.測出氣球及鉤碼的總重力G；

B.吹好氣球，用細(xì)繩將氣球扎緊，另一端系上鉤碼；

C.將刻度尺豎直固定在鐵架臺上，將氣球（含鉤碼）從較高位置釋放，使其經(jīng)過刻度

尺附近時能勻速下落；

D.使用手機(jī)連拍功能，拍攝氣球勻速運(yùn)動時的多張照片;

E.改變所懸掛的鉤碼質(zhì)量，重復(fù)以上步驟;

F.記錄并處理數(shù)據(jù)

請回答以下問題：

圖丙

(1)某次拍攝的兩張照片如圖甲、乙，可以從中計(jì)算出氣球下落的位移。圖乙中所示位

置的讀數(shù)為cm；

(2)記錄每次實(shí)驗(yàn)中氣球(含鉤碼)重力G和相鄰兩次拍攝時間內(nèi)氣球下落的位移1,

如下表所示，已知相鄰兩次拍攝的時間間隔為1s,根據(jù)表格數(shù)據(jù)可以計(jì)算出每組實(shí)驗(yàn)中氣

球所受阻力f和其勻速運(yùn)動時的速率外圖丙中已描出了部分?jǐn)?shù)據(jù)，請補(bǔ)描第三組的實(shí)驗(yàn)數(shù)

據(jù)并繪制出f—丫關(guān)系圖像。

次數(shù)1234567

重力6/(1024.55.56.57.58.59.510.5

N)

位移7/(10-213.6016.3019.8023.8026.6028.8032.80

m)

(3)根據(jù)所繪制的圖像，可以得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論為:

答案：(1)7.00(2)見解析圖(3)在誤差允許的范圍內(nèi)，此氣球受到空氣阻力跟速

率成正比

解：(1)圖乙中所示位置的讀數(shù)為7.00cm；

(2)第三組數(shù)據(jù)是C=F=6.5X1()TN時，速度！/=19.80cm/s,則繪制出F-y關(guān)系圖

2030v/(cms)

（3）根據(jù)所繪制的圖像可知，圖像是過原點(diǎn)的直線，可以得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論為：在誤差允

許的范圍內(nèi)，此氣球受到空氣阻力跟速率成正比。

14.（8分）興趣學(xué)習(xí)小組將電壓表改裝成測量物體質(zhì)量的儀器，如圖甲所示。

所用實(shí)驗(yàn)器材有：

直流電源：電動勢為反內(nèi)阻為「；

理想電壓表V：量程0?3V；

滑動變阻器戊規(guī)格0?5Q；

豎直固定的粗細(xì)均勻的直電阻絲兄：總長為1cm,總阻值為9Q；

豎直彈簧：下端固定于水平地面，上端固定秤盤，彈簧上固定一水平導(dǎo)體桿，導(dǎo)體桿右

端點(diǎn)尸與直電阻絲吊接觸良好且無摩擦；

開關(guān)S以及導(dǎo)線若干。

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

（1）秤盤中未放被測物前，將導(dǎo)體桿右端點(diǎn)/置于直電阻絲而上端a處，秤盤處于靜止

狀態(tài)。

（2）直流電源的〃一/圖象如圖乙所示,則電源電動勢￡=V,內(nèi)阻r=Q。

（3）在彈簧的彈性限度內(nèi)，在秤盤中輕輕放入被測物，待秤盤靜止平衡后，導(dǎo)體桿右端

點(diǎn)一正好處于直電阻絲吊下端6處，要使此時電壓表達(dá)到滿偏，則滑動變阻器"接入電路

的阻值為已知彈簧的勁度系數(shù)a=9.8X10,N/m,當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.8m/s:

則被測物的質(zhì)量0=kg。由此在電壓表的刻度盤上標(biāo)示相應(yīng)的質(zhì)量數(shù)值，即將該電

壓表改裝成了測量物體質(zhì)量的儀器，則質(zhì)量刻度是______（填“均勻”或“非均勻”）的。

（4）直流電源使用較長時間后，電動勢￡減小，內(nèi)阻r增大。在此情況下，改裝成的測

量物體質(zhì)量的儀器的數(shù)與被測的質(zhì)量的真值相比（填“偏大”“偏小”或“相

同”）。

答案：（2）4.01（3）210均勻（4）偏小

解：（2）。一/圖線與縱軸交點(diǎn)表示電動勢，圖線斜率表示內(nèi)阻，可得E=4V,r=lQo

up

（3）電壓表達(dá)到滿偏g時，設(shè)滑動變阻器力接入電路的阻值為,可得

4=E，解得凡=2C。

&&+r+4

由平衡條件可得0="?g,解得加=l°kg,因?yàn)殡妷罕硎緮?shù)與彈簧形變成正比，被測

物的質(zhì)量也與彈簧形變成正比，所以將該電壓表改裝成測量物體質(zhì)量的儀器，則質(zhì)量刻度是

均勻的。

(4)直流電源使用較長時間后，電動勢￡減小，內(nèi)阻r增大，電路中電流偏小，當(dāng)右端

點(diǎn),處于相同位置時，電壓表示數(shù)較小，改裝成的測量物體質(zhì)量的儀器的示數(shù)與被測物的質(zhì)

量的真實(shí)值相比偏小。

15.(8分)有一個魔術(shù)表演是將寫上字的紙裝進(jìn)透明文件袋后放進(jìn)水中，紙上的字消失

不見了，其現(xiàn)象可用以下模型通過光的全反射來解釋。如圖所示，在透明塑料磚不透光的側(cè)

面區(qū)域內(nèi)部寫上字，將透明塑料磚浸入裝有水的容器中，當(dāng)透明塑料磚與水平面成一定角度

時，外部光線在水面折射后進(jìn)入水內(nèi)部到達(dá)塑料磚界面時發(fā)生全反射。沒有光進(jìn)入塑料磚內(nèi)

部，也就不會有光從塑料磚傳出，因此人觀察不到塑料磚內(nèi)部的字。已知能達(dá)到塑料磚表面

的光線在從空氣入射水面時最大入射角為53°。當(dāng)塑料磚與豎直面夾角《=3。時，恰好無

4

法觀察到塑料磚上的字。已知水的折射率n=q,sin50°=0.766。

(1)求光線從空氣進(jìn)入水中后光線與豎直面的夾角范圍；

(2)求塑料磚的折射率。(保留到小數(shù)點(diǎn)后三位，光線從介質(zhì)1射入介質(zhì)2時對應(yīng)的折

射率〃=4?，其中m為介質(zhì)1的折射率，m為介質(zhì)2的折射率)

解：(1)如圖甲所示，設(shè)光線從空氣穿過水面進(jìn)入水內(nèi)部，入射角為a,出射角為月，

根據(jù)折射定律得

sina

〃水刀

0°<?<53°

聯(lián)立解得°°<6<37。。

甲

(2)設(shè)塑料磚的折射率為〃，設(shè)水相對于塑料磚折射率為相。在水與塑料磚界面，光線

將發(fā)生全反射，設(shè)入射角為7,如圖乙所示，當(dāng)入射光線與豎直面夾角最大時，入射角最

小。

根據(jù)幾何關(guān)系得￡+7+e+90°=180°

根據(jù)折射定律得〃相=字

因?yàn)榍『萌堪l(fā)生全反射〃和=擊

聯(lián)立解得

16.（8分）如圖為某闖關(guān)游戲裝置部分示意圖，水平軌道上的小車用輕繩繞過定滑輪與

配重連接，軌道上方的輕繩穿過固定擋板并保持水平，軌道下方有一長4=3.1m的軟墊AB

靜止在水面上，力端在擋板正下方。質(zhì)量0=60kg的闖關(guān)者抓住輕繩的一端懸掛在小車上，

其重心到懸點(diǎn)的距離心=1.5m。在配重作用下，闖關(guān)者隨小車一起向右運(yùn)動，運(yùn)動過程中

輕繩與豎直線的夾角恒為。=37°。當(dāng)小車碰到擋板時闖關(guān)者立即松手，重心下降A(chǔ)=3.2m

時恰好落在軟墊的右端6點(diǎn).不計(jì)小車的大小、質(zhì)量和一切摩擦阻力，取重力加速度大小g

=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求：

小車卬一!推板F

/：配重口

............JkR

⑴闖關(guān)者松手時的速度大小/；

⑵配重的質(zhì)量.丸

解：（1）設(shè)闖關(guān)者松手時重心與〃點(diǎn)的水平距離為X,下落運(yùn)動的時間為b有

x=4sin。+L、

x=vt

h=；g產(chǎn)

解得u=5m/s。

（2）設(shè)運(yùn)動過程中闖關(guān)者與配重的加速度大小為a,與配重連接的輕繩拉力大小為6，

輕繩卜的拉力大小為A，則以配重為研究對象有Mg-K=Ma

以輕質(zhì)小車為研究對象，有6=*in。

工sin。=ma

以闖關(guān)者為研究對象，有

F2COS0-mg

解得M=180kg

17.(14分)如圖甲所示，傾角為30°的光滑斜面固定在粗糙程度較大的水平地面上，

斜面底部區(qū)域內(nèi)及匐右側(cè)區(qū)域分布著豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為6,邊

界雙網(wǎng)間的距離為。&為斜面最低處。將質(zhì)量為以電阻為此邊長為/的正方形勻質(zhì)

金屬框加)(表面涂有絕緣漆)從cd邊距,麻邊界的距離為1處靜止釋放，當(dāng)cd邊到達(dá)PQ

處時剛好速度為零，接著用外力使框做“翻跟頭”運(yùn)動,即框以cd邊為軸順時針翻轉(zhuǎn)150。，

然后以劭邊為軸順時針翻轉(zhuǎn)180°,再以cd邊為軸順時針翻轉(zhuǎn)180°,…，如此不斷重復(fù)，

每轉(zhuǎn)到豎直和水平時位置記為I、口、III、IV、V、VI、…。翻轉(zhuǎn)過程中，金屬框不打滑，

并保持角速度大小恒為。，空氣阻力不計(jì)，重力加速度為g,以位置I作為計(jì)時起點(diǎn)即t=

0o

(1)求金屬框進(jìn)入業(yè)W0區(qū)域的過程中，流過ab邊的電量；

(2)寫出金屬框從位置I到位置II的過程中，a、6兩點(diǎn)的電勢差如隨時間變化的函數(shù)

式；

(3)求金屬框從位置I到位置H的過程中，外力對框做的功；

(4)在圖示坐標(biāo)系內(nèi)畫出金屬框從位置I到位置V的過程中，電勢差優(yōu)〃隨時間變化的函

數(shù)圖像(標(biāo)出相應(yīng)的縱橫坐標(biāo))。

解：(1)流過&匕邊的電量q=7xZV=￡xAf="xAf=A￡

RAr/?R

ZQRJ2

由于△①=BScos300=匕匕

2

rri,,&BI}

所以<7=—7^。

(2)從位置I到位置H的過程中，邊以cd邊為中心勻速轉(zhuǎn)動，ab邊上產(chǎn)生的電動勢

為

e=BLvabcos0=BLxLeoxcoscot-BLrcocoscot

其中。為ad邊與豎直方向的夾角；所以a、6兩點(diǎn)的電勢差為

13,

U,,=e——e=—BL：a>cosa>t

ab44

(3)從位置I到位置II的過程中，安培力做的功在數(shù)量上等于導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，即

071TTCDB'L^

W,XRx--=-------

百R,