河北省衡水中學(xué)2020屆高三上學(xué)期五調(diào)考試物理試題

?2019-2020學(xué)年度上學(xué)期高三年級(jí)五調(diào)考試
物理試卷
第Ⅰ卷（選擇題 共60分）
一、選擇題（下列每小題所給選項(xiàng)中至少有一項(xiàng)符合題意，每小題4分，部分分2分，選錯(cuò)不得分，共60分）
1.下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 檢驗(yàn)工件平整度的操作中，如圖1所示，上面為標(biāo)準(zhǔn)件，下面為待檢測(cè)工件，通過干涉條紋可推斷：P為凹處，Q為凸處
B. 圖2為光線通過小圓板得到的銜射圖樣
C. 鈾核（）衰變?yōu)殂U核（）的過程中，要經(jīng)過8次衰變和6次衰變
D. 按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)。電子的動(dòng)能減小，電勢(shì)能增大，原子的總能量不變
【答案】ABC
【解析】
【詳解】A. 薄膜干涉是等厚干涉，即明條紋處空氣膜的厚度相同，從彎曲的條紋可知，P處檢查平面左邊處的空氣膜厚度與P處的空氣膜厚度相同，知P處凹陷，而Q處檢查平面右邊處的空氣膜厚度與Q處的空氣膜厚度相同，知Q處凸起，故A正確；
B. 圖為光線通過小圓板得到的衍射圖樣，若用光照射很小的不透明圓板時(shí)，圓板正中心后面會(huì)出現(xiàn)一亮點(diǎn)，故B正確；
C.?的質(zhì)子數(shù)為92，質(zhì)量數(shù)為238，的質(zhì)子數(shù)為82，質(zhì)量數(shù)為206，因而鉛核比鈾核質(zhì)子數(shù)少10個(gè)，質(zhì)量數(shù)少32個(gè)，注意到一次α衰變質(zhì)量數(shù)減少4，故α衰變的次數(shù)為
次，
一次β衰變質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)增加1，所以β衰變的次數(shù)y應(yīng)滿足：
2x?y+82=92，
得：
y=2x?10=6次，
故C正確；
D. 氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，庫(kù)侖力對(duì)電子做負(fù)功，所以動(dòng)能變小，電勢(shì)能變大，而因?yàn)槲樟斯庾?，總能量變大，故D錯(cuò)誤；
故選：ABC。
2.LC振蕩電路中，某時(shí)刻磁場(chǎng)方向如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是(　　)

A. 若磁場(chǎng)正在減弱，則電容器上極板帶正電
B. 若電容器正在放電，則電容器上極板帶負(fù)電
C. 若電容器上極板帶正電，則自感電動(dòng)勢(shì)正在減小
D. 若電容器正在充電，則自感電動(dòng)勢(shì)正在阻礙電流減小
【答案】ABD
【解析】
【詳解】A．若磁場(chǎng)正在減弱，由楞次定律可得線圈上端為正極，則電容器上極帶正電，處于充電狀態(tài)．故A正確；
B．若電容器正在放電．由安培定則可得電容器上極帶負(fù)電．故B正確；
C．若電容器上極板帶正電，說(shuō)明電容器在充電，電流減小越來(lái)越快，自感電動(dòng)勢(shì)增大，故C錯(cuò)誤；
D．若電容器正在充電，則線圈自感作用，阻礙電流的減小，故D正確；
故選ABD．
3.如圖所示為用、兩種單色光分別通過同一雙縫干涉裝置獲得的干涉圖樣．現(xiàn)讓、兩種光組成的復(fù)色光穿過平行玻璃磚或三棱鏡時(shí)，光的傳播路徑與方向可能正確的是（ ）

A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】
【詳解】AB.由干涉圖樣可知，a光的雙縫干涉條紋間距比b光的大，根據(jù)雙縫干涉相鄰條紋間距公式

可知，a光的波長(zhǎng)長(zhǎng)，則同一介質(zhì)對(duì)a的折射率小，對(duì)b光的折射率大．根據(jù)平行玻璃磚的光學(xué)特性可知，出射光線與人射光線平行，由于a光的折射率小，偏折程度小，所以出射時(shí)a光應(yīng)在右側(cè)，故A符合題意，B不符合題意；
CD.由分析可知，a光的臨界角較大．當(dāng)光從棱鏡射入空氣中時(shí)，若發(fā)生全反射的話首先是b光，若b不發(fā)生全反射，能射出棱鏡，則a光一定也不發(fā)生全反射從棱鏡射出；若a不發(fā)生全反射，能射出棱鏡，b光可能發(fā)生全反射不從棱鏡射出，故D符合題意，C不符合題意
4.如圖所示，M、N是以MN為直徑的半圓弧上的兩點(diǎn)，O點(diǎn)為半圓弧的圓心．將帶電荷量相等、電性相反的兩個(gè)點(diǎn)電荷分別置于M、N兩點(diǎn)，這時(shí)O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E1；若將N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至O點(diǎn)正下方，則O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小變?yōu)镋2，E1與E2之比為（ ）

A. 1： B. ：1 C. 2： D. 4：
【答案】BC
【解析】
【詳解】依題意，每個(gè)點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為
則當(dāng)N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至P點(diǎn)時(shí)，O點(diǎn)合場(chǎng)強(qiáng)大小為，
則E1與E2之比為，故BC正確；AD錯(cuò)誤。
故選BC。
5.如圖所示，一電荷量為+Q的點(diǎn)電荷甲固定在光滑絕緣的水平面上的O點(diǎn)，另一電荷量為+q、質(zhì)量為m的點(diǎn)電荷乙從A點(diǎn)以v0=2m/s的初速度經(jīng)C沿它們的連線向甲運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度為零，已知AC=CB，φA=3V，φB=5V，靜電力常量為k，則下列表述正確的是（ ）

A. φC＞4V
B. φC＜4V
C. 點(diǎn)電荷乙的比荷為1C/kg
D. 點(diǎn)電荷乙從A到C過程其動(dòng)能的減少量與從C到B過程其動(dòng)能的減少量相等
【答案】BC
【解析】
【詳解】AB．根據(jù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線的分布，及φA=3V，φB=5V，可知，電勢(shì)為4V的等勢(shì)面在BC之間，因此φC＜4 V，A錯(cuò)誤，B正確；
C．根據(jù)動(dòng)能定理，電荷乙從A運(yùn)動(dòng)到B過程，則有：=qUAB；其中UAB=φA﹣φB=﹣2V解得： =1 C/kg，C正確；
D．點(diǎn)電荷乙從A到C過程其動(dòng)能的減少量為qUAC，從C到B過程其動(dòng)能的減少量為qUCB，因?yàn)閁CB＞UAC，點(diǎn)電荷乙從A到C過程其動(dòng)能的減少量小于從C到B過程其動(dòng)能的減少量，D錯(cuò)誤；
故選BC．
6.如圖所示，電荷量為+1×10﹣6C的點(diǎn)電荷A鑲嵌在墻壁上，帶電荷量為十3×10﹣6C的小球B（可視為點(diǎn)電荷）懸掛在長(zhǎng)為50cm的輕繩末端，懸點(diǎn)在A的正上方C處，A、C之間的距離為40cm，重力加速度為10m/s2．已知靜電力常量k=9.0×109N?m2/C2，則下列表述正確的是（ ）

A. 若AB垂直于墻面，則A、B之間的庫(kù)侖力為0.3N
B. 若僅減少B電荷量，再次平衡后，A、B之間的電場(chǎng)力減小
C. 若同時(shí)增加B的質(zhì)量和B的電荷量，B的位置可能不變
D. 只要繩長(zhǎng)不變，則繩中拉力大小不變
【答案】ABC
【解析】
【詳解】試題分析：對(duì)B受力分析，找出各力之間的關(guān)系，結(jié)合幾何關(guān)系和庫(kù)倫定律進(jìn)行判斷；
A、根據(jù)庫(kù)倫公式求的庫(kù)倫力；
B、小球B的電荷量減小后，作出力的三角形進(jìn)行分析，判斷出A、B之間的電場(chǎng)力的變化；
C、判斷B的重力G和A、B之間庫(kù)倫力的變化，判斷B的位置是否變化；
D、受力分析，得出繩子拉力與重力G的關(guān)系，判斷出拉力與G有關(guān)；
解：A、若AB垂直于墻面，則由勾股定理得AB=30cm=0.3m，A、B之間的庫(kù)侖力為，A正確；
B、小球B的電荷量減小后，作出力的三角形改變?yōu)殁g角三角形，再次平衡后可知A、B之間的電場(chǎng)力減小，B正確；
C、若同時(shí)增加B的質(zhì)量和B的電荷量，A、B間電場(chǎng)力也增大，B的位置可能不變，C正確；
D、根據(jù)△FBF1∽△PQB得，且FF1=F2，F(xiàn)=G，故，則繩中拉力大小與小球重力G有關(guān)，D錯(cuò)誤；
故選ABC．
【點(diǎn)評(píng)】本題是力學(xué)中動(dòng)態(tài)平衡問題，采用的是三角形相似法，得到力的大小與三角形邊長(zhǎng)的關(guān)系，進(jìn)行分析，也可以應(yīng)用函數(shù)法求解．
7.在相距為r的A、B兩點(diǎn)分別放上點(diǎn)電荷和，C為AB的中點(diǎn)，如圖所示，現(xiàn)引入帶正電的檢驗(yàn)電荷q，則下列說(shuō)法中不正確的是

A. 如果q在C點(diǎn)受力為零，則和一定是等量異種電荷
B. 如果q在AB延長(zhǎng)線離B較近的D點(diǎn)受力為零，則和一定是異種電荷，且電荷量大小
C. 如果q在AC段上的某一點(diǎn)受力為零，而在BC段上移動(dòng)時(shí)始終受到向右的力，則一定是負(fù)電荷且電荷量大小
D. 如果q沿AB的垂直平分線移動(dòng)時(shí)受力方向始終不變，則和一定是等量異種電荷
【答案】A
【解析】
【詳解】A．如果q在C點(diǎn)受力為零，則QA和QB對(duì)q的力方向相反，所以QA和QB一定是等量同種電荷，故A錯(cuò)誤，符合題意；
B．如果q在AB延長(zhǎng)線離B較近的D點(diǎn)受力為零，則QA和QB一定是異種電荷，有庫(kù)侖定律，對(duì)q有

rA＞rB，所以電量大小QA＞QB．故B正確，不符合題意。
C．如果q在AC段上的某一點(diǎn)受力為零，根據(jù)，所以QA＜QB．在BC段上移動(dòng)時(shí)始終受到向右的力，則QA一定是負(fù)電荷，故C正確，不符合題意；
D．如果q沿AB垂直平分線移動(dòng)時(shí)受力方向始終不變，即水平方向，所以QA和QB一定是等量異種電荷，故D正確，不符合題意。
故選A。
8. 一帶正電的粒子僅在電場(chǎng)力作用下從A點(diǎn)經(jīng)B、C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)，其v﹣t圖象如圖所示，則下列說(shuō)法中正確的是（ ）

A. A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定大于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度
B. 粒子在A點(diǎn)電勢(shì)能一定大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能
C. CD間各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)都為零
D. AB兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于CB兩點(diǎn)間的電勢(shì)差
【答案】AB
【解析】
【詳解】由圖線可看出，A點(diǎn)的圖線的斜率大于B點(diǎn)的斜率，即A點(diǎn)的加速度大于B點(diǎn)，故A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定大于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，選項(xiàng)A正確；在B點(diǎn)的速度大于在A點(diǎn)的速度，故從A到B動(dòng)能增加，電勢(shì)能減小，即粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能，選項(xiàng)B正確；從C到D粒子做勻速運(yùn)動(dòng)，故CD間各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零，電勢(shì)相等但不一定為零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；從A到B和從B到C粒子動(dòng)能的變化量相同，故電場(chǎng)力做功相同，即AB兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于CB兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選AB．
【點(diǎn)睛】本題考查到了電場(chǎng)力做功的計(jì)算和電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系，其關(guān)系為：電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功時(shí)，電荷的電勢(shì)能減少；電荷克服電場(chǎng)力做功，電荷的電勢(shì)能增加，電勢(shì)能變化的數(shù)值等于電場(chǎng)力做功的數(shù)值．這常是判斷電荷電勢(shì)能如何變化的依據(jù)．還考查了對(duì)于勻變速直線運(yùn)動(dòng)的圖象分析電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力做的功與移動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)，只取決于起止位置的電勢(shì)差和電荷的電量，這一點(diǎn)與重力做功和高度差的關(guān)系相似．
9.有一只小船?？吭诤叴a頭，小船又窄又長(zhǎng)（估計(jì)重一噸左右）．一位同學(xué)想用一個(gè)卷尺粗略測(cè)定它的質(zhì)量，他進(jìn)行了如下操作：首先將船平行于碼頭自由停泊，輕輕從船尾上船，走到船頭停下，而后輕輕下船．用卷尺測(cè)出船后退的距離d，然后用卷尺測(cè)出船長(zhǎng)L．已知他的自身質(zhì)量為m，水的阻力不計(jì)，船的質(zhì)量為(　　)
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【詳解】設(shè)人走動(dòng)時(shí)船的速度大小為v，人的速度大小為v′，人從船尾走到船頭所用時(shí)間為t．取船的速度為正方向．則，；根據(jù)動(dòng)量守恒定律：Mv-mv′=0，則得： ，解得船的質(zhì)量： ,故選A．
10. 光滑斜面上物塊A被平行斜面的輕質(zhì)彈簧拉住靜止于O點(diǎn)，如圖所示，現(xiàn)將A沿斜面拉到B點(diǎn)無(wú)初速釋放，物塊在BC范圍內(nèi)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 在振動(dòng)過程中，物塊A機(jī)械能守恒
B. C點(diǎn)時(shí)彈簧性勢(shì)能最小
C. C點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)勢(shì)能最大，O點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)勢(shì)能最小
D. B點(diǎn)時(shí)物塊A的機(jī)械能最小
【答案】CD
【解析】
試題分析：物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，物體A和彈簧系統(tǒng)機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律分析即可．
解：A、在振動(dòng)過程中，物體A和彈簧系統(tǒng)機(jī)械能之間相互轉(zhuǎn)化，由于彈性勢(shì)能是變化的，故物體A的機(jī)械能不守恒，物體與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．故A錯(cuò)誤；
B、當(dāng)物塊A被平行斜面的輕質(zhì)彈簧拉住靜止于O點(diǎn)時(shí)，物體A受到向上的彈力，所以彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，結(jié)合簡(jiǎn)諧振動(dòng)的對(duì)稱性可知，物塊在B點(diǎn)時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量一定最長(zhǎng)，而物塊在C點(diǎn)時(shí)，彈簧可能處于原長(zhǎng)狀態(tài)，也可能處于壓縮狀態(tài)或伸長(zhǎng)狀態(tài)，可知在C點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能不一定最?。蔅錯(cuò)誤；
C、物體A和彈簧系統(tǒng)機(jī)械能守恒；物體在C點(diǎn)時(shí)，動(dòng)能為零，最小，故物體與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)勢(shì)能（重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能之和）最大；在O點(diǎn)時(shí)，動(dòng)能最大，故勢(shì)能最?。蔆正確；
D、物體A和彈簧系統(tǒng)機(jī)械能守恒；物體在B點(diǎn)時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量最長(zhǎng)，彈簧的彈性勢(shì)能最大；物體A的機(jī)械能最??；故D正確；
故選CD．
【點(diǎn)評(píng)】該題借助于彈簧振子的模型考查機(jī)械能守恒定律，解答本題關(guān)鍵是明確彈簧和物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒，物體的機(jī)械能不守恒，基礎(chǔ)題目．
11. 一列簡(jiǎn)諧橫波沿一水平直線向右傳播，位于此直線上的P、Q兩質(zhì)點(diǎn)相距12米，P在左、Q在右．t=0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P在正的最大位移處，質(zhì)點(diǎn)Q恰好到達(dá)平衡位置，而t=0.05秒時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q恰好在負(fù)的最大位移處．
A. 這列波的最大可能波長(zhǎng)是48m
B. 這列波的最大可能周期是0.2s
C. 這列波的周期可能是0.15s
D. 這列波的波速可能是720m/s
【答案】AD
【解析】
【分析】
根據(jù)題中PQ兩點(diǎn)的狀態(tài)，結(jié)合波形求出波長(zhǎng)的表達(dá)式．由時(shí)間得到周期的表達(dá)式，即可求得波速的表達(dá)式，再求解特殊值．根據(jù)波速公式得到周期的通項(xiàng)，再得到特殊值．
【詳解】當(dāng)t1=0時(shí)，P質(zhì)點(diǎn)在正的最大位移處，Q質(zhì)點(diǎn)恰好到達(dá)平衡位置且向上振動(dòng)時(shí)，有：
xPQ=（n+）λ，n=0，1，2，…
則得 λ=m
又有t=（k+）T，k=0，1，2，…
則得 T==s
故波速為 v==m/s
當(dāng)t1=0時(shí)，P質(zhì)點(diǎn)在正的最大位移處，Q質(zhì)點(diǎn)恰好到達(dá)平衡位置且向下振動(dòng)時(shí)，有：
xPQ=（n+）λ，n=0，1，2，…
則得 λ=m
又有t=（k+）T，k=0，1，2，…
則得 T==s
故波速為 v==m/s
由上得：當(dāng)n=0時(shí)，得這列波的最大波長(zhǎng)是48m，當(dāng)k=0時(shí)，得這列波的最大周期是0.2s．
由于k是整數(shù)，T不可能為0.15s．
當(dāng)n=0，k=0時(shí)，v=720m/s；
故選ABD
【點(diǎn)睛】解決機(jī)械波的題目關(guān)鍵在于理解波的周期性，即時(shí)間的周期性和空間的周期性，得到周期和波長(zhǎng)的通項(xiàng)，從而得到波速的通項(xiàng)，再求解特殊值．
12. 華裔科學(xué)家高錕獲得2009年諾貝爾物理獎(jiǎng)，他被譽(yù)為“光纖通訊之父”，光纖通訊中信號(hào)傳播的主要載化開是光導(dǎo)纖維，圖示為一光導(dǎo)纖維（可簡(jiǎn)化為一長(zhǎng)玻璃絲）的示意圖，玻璃絲長(zhǎng)為L(zhǎng)，折射率為n，AB代表端面．已知光在真空中的傳播速度為c，則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 為使光線能從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣?，光線在端面AB上的入射角應(yīng)滿足sini≥
B. 光線從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣嫠璧臅r(shí)間與AB端面的入射角有關(guān)，入射角越大，傳播時(shí)間越長(zhǎng)
C. 光線從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣嫠璧淖铋L(zhǎng)時(shí)間為
D. 只要光導(dǎo)纖維的折射率滿足一定的要求，則無(wú)論AB端面的入射角怎樣變化，光線都可在光纖與空氣的界面上發(fā)生全反射
【答案】BCD
【解析】
試題分析：根據(jù)折射定律求入射角的條件，利用全反射的條件和運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)求光線傳播所用的最長(zhǎng)時(shí)間．
解：A、設(shè)激光束在光導(dǎo)纖維端面的入射角為i，折射角為α，折射光線射向側(cè)面時(shí)的入射角為β，要保證不會(huì)有光線從側(cè)壁射出來(lái)，其含義是能在側(cè)壁發(fā)生全反射．
由折射定律：n=
由幾何關(guān)系：α+β=90°，sinα=cosβ
恰好發(fā)生全反射臨界角的公式：sinβ=，得cosβ=
聯(lián)立得sini=，故A錯(cuò)誤；
要保證從端面射入的光線能發(fā)生全反射，應(yīng)有sini≤
BC、光在玻璃絲中傳播速度的大小為v=
光速在玻璃絲軸線方向的分量為vz=vsinβ
光線從玻璃絲端面AB傳播到其另一端面所需時(shí)間為T=
光線在玻璃絲中傳播，在剛好發(fā)生全反射時(shí)，光線從端面AB傳播到其另一端面所需的時(shí)間最長(zhǎng)，
聯(lián)立得Tmax=，故BC正確；
D、根據(jù)全反射條件，當(dāng)光導(dǎo)纖維的折射率滿足一定的要求，則無(wú)論AB端面的入射角怎樣變化，光線都可在光纖與空氣的界面上發(fā)生全反射，故D正確；
故選BCD．
【點(diǎn)評(píng)】考查了折射定律和全反射的條件，并對(duì)于幾何光學(xué)問題作出光路圖，正確的確定入射角和折射角，并靈活運(yùn)用折射定律是解題的關(guān)鍵．
13.如圖所示，ABCD是一直角梯形棱鏡橫截面，位于截面所在平面內(nèi)的一束光線由O點(diǎn)垂直AD邊射入，已知棱鏡的折射率η=，AB=BC=8cm，OA=2cm，∠OAB=60°．則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 光線第一次入射到AB界面上時(shí)，既有反射又有折射
B. 光線第一次從棱鏡折射進(jìn)入空氣，應(yīng)發(fā)生在CD界面
C. 第一次的出射點(diǎn)距Ccm
D. 光線第一次射出棱鏡時(shí)，折射角為45°
【答案】BCD
【解析】
試題分析：ABD、根據(jù)sinC=，求出臨界角的大小，從而作出光路圖，根據(jù)幾何關(guān)系，結(jié)合折射定律求出出射光線的方向．
C、根據(jù)幾何關(guān)系，求出第一次的出射點(diǎn)距C的距離．
解：ABD、因?yàn)閟inC=，臨界角C=45°
第一次射到AB面上的入射角為60°，大于臨界角，所以發(fā)生全發(fā)射，反射到BC面上，入射角為60°，又發(fā)生全反射，射到CD面上的入射角為30°
根據(jù)折射定律得，n=，解得θ=45°．
即光從CD邊射出，與CD邊成45°斜向左下方，故A錯(cuò)誤，BD正確．
C、根據(jù)幾何關(guān)系得，AF=4cm，則BF=4cm．
∠BFG=∠BGF，則BG=4cm．所以GC=4cm．
所以CE=cm，故C正確．
故選BCD．

【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握全發(fā)射的條件，以及折射定律，作出光路圖，結(jié)合幾何關(guān)系進(jìn)行求解．
14.如圖所示，在豎直墻壁間有質(zhì)量分別是m和2m的半圓球A和圓球B，其中B球球面光滑，半球A與左側(cè)墻壁之間存在摩擦．兩球心之間連線與水平方向成30°的夾角，兩球恰好不下滑，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力(g為重力加速度)，則半球A與左側(cè)墻壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為(　　)

A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
隔離光滑均勻圓球B，對(duì)B受力分析，根據(jù)平衡條件列式求解FN，對(duì)兩球組成的整體進(jìn)行受力分析，根據(jù)平衡條件列式求解即可．
【詳解】隔離光滑均勻圓球B，對(duì)B受力分析如圖所示，

可得：
FN=Fcosθ
2mg-Fsinθ=0
解得：
對(duì)兩球組成的整體有：
3mg-μFN=0
聯(lián)立解得：
故應(yīng)選：A．
【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵能夠正確地受力分析，運(yùn)用共點(diǎn)力平衡進(jìn)行求解，掌握整體法和隔離法的運(yùn)用．
15.據(jù)每日郵報(bào)2014年4月18日?qǐng)?bào)道，美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)目前宣布首次在太陽(yáng)系外發(fā)現(xiàn)“類地”行星Kepler-186f．假如宇航員乘坐宇宙飛船到達(dá)該行星，進(jìn)行科學(xué)觀測(cè)：該行星自轉(zhuǎn)周期為T；宇航員在該行星“北極”距該行星地面附近h處自由釋放一個(gè)小球（引力視為恒力），落地時(shí)間為t．已知該行星半徑為R，萬(wàn)有引力常量為G,則下列說(shuō)法正確的是
A. 該行星的第一宇宙速度為
B. 宇宙飛船繞該星球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期不大于
C. 該行星的平均密度為
D. 如果該行星存在一顆同步衛(wèi)星，其距行星表面高度為
【答案】C
【解析】
根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng): ， 得星球表面的重力加速度：
A、星球的第一宇宙速度，故A錯(cuò)誤；
B、根據(jù)萬(wàn)有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力有：，可得衛(wèi)星的周期 ，可知軌道半徑越小周期越小，衛(wèi)星的最小半徑為R，則周期最小值為 ，故B錯(cuò)誤；
C、由有：，所以星球的密度 ，故C正確；
D、同步衛(wèi)星的周期與星球自轉(zhuǎn)周期相同故有：，r=R+h，代入數(shù)據(jù)解得：，故D錯(cuò)誤．
故選C．
點(diǎn)睛：根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)求出星球表面的重力加速度，再根據(jù)萬(wàn)有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力討論即可．
第Ⅱ卷（非選擇題 共50分）
二、非選擇題
16.如圖甲為“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)裝置．

（1）下列說(shuō)法中正確的是________
A. 在使測(cè)量更加準(zhǔn)確，在測(cè)量同一組數(shù)據(jù)F1、F2和合力F的過程中，橡皮條結(jié)點(diǎn)O的位置應(yīng)多次改變
B. 彈簧測(cè)力計(jì)拉細(xì)線時(shí)，拉力方向必須豎直向下
C. F1、F2和合力F的大小都不能超過彈簧測(cè)力計(jì)的量程
D. 為減小測(cè)量誤差，F(xiàn)1、F2方向間夾角應(yīng)為90°
（2）彈簧測(cè)力計(jì)的指針如圖乙所示，由圖可知拉力的大小為________N
【答案】 (1). C (2). 4.00
【解析】
【詳解】（1）[1]．A、在同一組數(shù)據(jù)中，只有當(dāng)橡皮條節(jié)點(diǎn)O的位置不發(fā)生變化時(shí)，兩個(gè)力的作用效果和一個(gè)力的作用效果才相同，才可以驗(yàn)證平行四邊形定則，故A錯(cuò)誤；
B、彈簧測(cè)力計(jì)拉細(xì)線時(shí)，方向不一定豎直向下，只有把O點(diǎn)拉到同一位置即可，故B錯(cuò)誤；
C、根據(jù)彈簧測(cè)力計(jì)的使用原則可知，在測(cè)力時(shí)不能超過彈簧測(cè)力計(jì)的量程，故C正確；
D、F1、F2方向間夾角為90°并不能減小誤差，故D錯(cuò)誤．
（2）[2]．由圖乙彈簧秤的指針指示可知，拉力F的大小為：4.00N．
17. 某同學(xué)根據(jù)機(jī)械能守恒定律，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究彈簧彈性勢(shì)能與壓縮量關(guān)系

①如圖23（a），將輕質(zhì)彈簧下端固定于鐵架臺(tái)，在上端的托盤中依次增加砝碼，測(cè)量相應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表，由數(shù)據(jù)算得勁度系數(shù)k= N/m．（g取9.80m/s2）
砝碼質(zhì)量（g）

50

100

150

彈簧長(zhǎng)度（cm）

8.62

7.63

6.66


②取下彈簧，將其一端固定于氣墊導(dǎo)軌左側(cè)，如圖23（b）所示：調(diào)整導(dǎo)軌，使滑塊自由滑動(dòng)時(shí)，通過兩個(gè)光電門的速度大小 ．
③用滑塊壓縮彈簧，記錄彈簧的壓縮量x；釋放滑塊，記錄滑塊脫離彈簧后的速度v，釋放滑塊過程中，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為 ．
④重復(fù)③中操作，得到v與x的關(guān)系如圖23（c）．由圖可知，v與x成 關(guān)系．由上述實(shí)驗(yàn)可得結(jié)論：對(duì)同一根彈簧，彈性勢(shì)能與彈簧的 成正比．
【答案】①50N/m（49.5～50.5） ②相等 ③動(dòng)能 ④正比；x2（或壓縮量的平方）
【解析】
【詳解】①據(jù)，，有：，則，同理可以求得：，則勁度系數(shù)為：．[②使滑塊通過兩個(gè)光電門時(shí)的速度相等，則可以認(rèn)為滑塊離開彈簧后做勻速直線運(yùn)動(dòng)；③彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為滑塊的動(dòng)能；④圖線是過原點(diǎn)的傾斜直線，所以v與x成正比；彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，即，即彈性勢(shì)能與速度平方成正比，又由v與x成正比，則彈性勢(shì)能與壓縮量的平方成正比．
18.如圖所示，足夠長(zhǎng)的木板A和物塊C置于同一光滑水平軌道上，物塊B置于A的左端，A、B、C的質(zhì)量分別為m、2m和3m，已知A、B一起以v0的速度向右運(yùn)動(dòng)，滑塊C向左運(yùn)動(dòng)，A、C碰后連成一體，最終A、B、C都靜止，求：

（i）C與A碰撞前的速度大小
（ii）A、C碰撞過程中C對(duì)A到?jīng)_量的大?。?br /> 【答案】（1）C與A碰撞前的速度大小是v0；
（2）A、C碰撞過程中C對(duì)A的沖量的大小是mv0．
【解析】
【詳解】試題分析：①設(shè)C 與A碰前速度大小為,以A碰前速度方向?yàn)檎较?，?duì)A、B、C從碰前至最終都靜止程由動(dòng)量守恒定律得：
解得：．
②設(shè)C 與A碰后共同速度大小為，對(duì)A、C在碰撞過程由動(dòng)量守恒定律得：
在A、C碰撞過程中對(duì)A由動(dòng)量定理得：
解得：
即A、C碰過程中C對(duì)A的沖量大小為． 方向?yàn)樨?fù)．
考點(diǎn)：動(dòng)量守恒定律
【名師點(diǎn)睛】本題考查了求木板、木塊速度問題，分析清楚運(yùn)動(dòng)過程、正確選擇研究對(duì)象與運(yùn)動(dòng)過程是解題的前提與關(guān)鍵，應(yīng)用動(dòng)量守恒定律即可正確解題；解題時(shí)要注意正方向的選擇．
19.如圖，三棱鏡的橫截面為直角三角形ABC，∠A＝30°，∠B＝60°.一束平行于AC邊的光線自AB邊的P點(diǎn)射入三棱鏡，在AC邊發(fā)生反射后從BC邊的M點(diǎn)射出.若光線在P點(diǎn)的入射角和在M點(diǎn)的折射角相等，

(ⅰ)求三棱鏡的折射率；
(ⅱ)在三棱鏡的AC邊是否有光線透出？寫出分析過程.(不考慮多次反射)
【答案】（i）三棱鏡的折射率為．（ii）三棱鏡的AC邊無(wú)光線透出．
【解析】
試題分析：（1）光線在AB面上的入射角為60°．因?yàn)楣饩€在P點(diǎn)的入射角和在M點(diǎn)的折射角相等．知光線在AB面上的折射角等于光線在BC面上的入射角．根據(jù)幾何關(guān)系知，光線在AB面上的折射角為30°．
根據(jù)，解得．

（2）光線在AC面上的入射角為60°．，因?yàn)?，光線在AC面上發(fā)生全反射，無(wú)光線透出．
考點(diǎn)：考查了光的折射，全反射
【名師點(diǎn)睛】解決光學(xué)問題的關(guān)鍵要掌握全反射的條件、折射定律、臨界角公式、光速公式，運(yùn)用幾何知識(shí)結(jié)合解決這類問題．

20.如圖所示，ABCD為豎直放置的光滑絕緣細(xì)管道，其中AB部分是半徑為R的圓弧形管道，BCD部分是固定的水平管道，兩部分管道恰好相切于B。水平面內(nèi)的M、N、B三點(diǎn)連線構(gòu)成邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的等邊三角形，MN連線過C點(diǎn)且垂直于BCD。兩個(gè)帶等量異種電荷的點(diǎn)電荷分別固定在M、N兩點(diǎn)，電荷量分別為+Q和-Q?，F(xiàn)把質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球（小球直徑略小于管道內(nèi)徑，小球可視為點(diǎn)電荷），由管道的A處?kù)o止釋放。已知靜電力常量為k，重力加速度為g。求：
(1)小球運(yùn)動(dòng)到B處時(shí)受到電場(chǎng)力的大?。?br /> (2)小球運(yùn)動(dòng)到圓弧最低點(diǎn)B處時(shí)，小球?qū)艿缐毫Φ拇笮　?br />
【答案】（1）；（2）。
【解析】
【詳解】（1）設(shè)小球在圓弧形管道最低點(diǎn)B處分別受到+Q和-Q的庫(kù)侖力分別為F1和F2，則：
①
小球沿水平方向受到的電場(chǎng)力為F1和F2的合力F，由平行四邊形定則得：
F=2F1cos60° ②
聯(lián)立①②得：
③；
（2）管道所在的豎直平面是+Q和-Q形成的合電場(chǎng)的一個(gè)等勢(shì)面，小球在管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球受到的電場(chǎng)力和管道對(duì)它的彈力都不做功，只有重力對(duì)小球做功，小球的機(jī)械能守恒，有：
④
解得：
⑤
設(shè)在B點(diǎn)管道對(duì)小球沿豎直方向的壓力為，在豎直方向?qū)π∏驊?yīng)用牛頓第二定律得：
⑥
解得：
⑦
設(shè)在B點(diǎn)管道對(duì)小球在水平方向的壓力為，則：
⑧
圓弧形管道最低點(diǎn)B處對(duì)小球的壓力大小為：
⑨
由牛頓第三定律可得小球?qū)A弧管道最低點(diǎn)B的壓力大小為：
⑩
21.如圖所示，固定在水平地面上的工件，由AB和BD兩部分組成，其中AB部分為光滑的圓弧，AOB=37o，圓弧的半徑R=0．5m，圓心O點(diǎn)在B點(diǎn)正上方；BD部分水平，長(zhǎng)度為0．2m，C為BD的中點(diǎn)．現(xiàn)有一質(zhì)量m=lkg，可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊從A端由靜止釋放，恰好能運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)．（g=10m/s2，sin37o=0．6，cos37o=0．8）求：

（1）為使物塊恰好運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)靜止，可以在物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后，對(duì)它施加一豎直向下的恒力F，F(xiàn)應(yīng)為多大?
（2）為使物塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)速度為零，也可先將BD部分以B為軸向上轉(zhuǎn)動(dòng)一銳角，應(yīng)為多大?（假設(shè)B處有一小段的弧線平滑連接，物塊經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)沒有能量損失）
（3）接上一問，求物塊在BD板上運(yùn)動(dòng)的總路程．
【答案】（1）10N;（2）370；（3）0.25m
【解析】
【詳解】（1）設(shè)BD段長(zhǎng)度為l，動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，研究物塊運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理：W總=△EK
從A到D的過程中有：

從A到C恰好靜止的過程中有

又 BC段有

代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得

（2）圖中，從A到C的過程中，根據(jù)動(dòng)能定理有：
其中FN=mgcosθ
聯(lián)立解得：θ=37°
（3）物塊在C處速度減為零后，由于mgsinθ＞μmgcosθ物塊將會(huì)下滑，
而AB段光滑，故物塊將做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，直到停止在B點(diǎn)．
根據(jù)能量守恒定律有：

而摩擦生熱為：

代入數(shù)據(jù)解得物塊在BD板上的總路程為
s=0.25m