江苏省2021-2022学年度高二物理上学期期末复习模拟题2 (Word版含答案)

2021-2022学年度高二物理上学期期末复习模拟题2
一、单选题（11×4分=44分）
1．（2021·江苏姑苏·高二期中）下列说法错误的是（　　）
A．当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就能够产生感应电流
B．变化的磁场产生了电场，变化的电场产生了磁场
C．光是一种电磁波——传播着的电磁场，光具有能量
D．微观世界的某些极少数带电微粒的能量的变化可以是连续的
2．（2021·江苏常州·高三期中）如图所示为我国自主设计的自动驾驶系统，在两种刹车模式下的v-t图像，下列说法正确的是（　　）
A．第一种刹车模式平均速度较大 B．第二种刹车模式滑行距离较远
C．第一种模式刹车过程汽车克服阻力做功较多
D．第二种模式刹车过程汽车受到阻力冲量较小
3．（2020·江苏·启东中学高二课时练习）一个质点在水平方向上做简谐运动的位移随时间变化的关系是x=5sin5πtcm，则下列判断正确的是（ ）
A．该简谐运动的周期是0.2s B．头1s内质点运动的路程是100cm
C．0.4s到0.5s内质点的速度在逐渐减小 D．t=0.6s时刻质点的动能为0
4．（2021·江苏·常熟中学高二阶段练习）一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球振动的固有频率为2Hz，现在长绳两端分别有一振源P、Q同时开始以相同振幅A。上下振动了一段时间，某时刻两个振源在长绳上形成波形如图所示，两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置，观察到小球先后出现了两次振动，小球第一次振动时起振方向向上，且振动并不显著，而小球第二次发生了共振现象，则（　　）
A．由Q振源产生的波先到达弹簧振子处
B．两列波可能形成干涉
C．由Q振源产生的波的波速较接近4m/s
D．绳上不会出现振动位移大小为2A的点
5．（2021·江苏·金陵中学高二期中）一列简谐横波在时刻的波形图如图中实线所示，从此时刻起，经0.1s波形图如图中虚线所示，若波传播的速度为20，下列说法中不正确的是（　　）
A．这列波的周期为0.4s
B． 时刻质点a沿y轴正方向运动
C．从时刻开始质点a经0.2s通过的路程为0.8m
D． 处的质点的位移表达式为
6．（2021·江苏沭阳·高二期中）某同学注意到手机摄像头附近有一个小孔，查阅手机说明后知道手机内部小孔位置处安装了降噪麦克风。进一步翻阅技术资料得知：降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波，与噪音叠加从而实现降噪的效果。如图是理想情况下的降噪过程，实线对应环境噪声，虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。则（　　）
A．降噪过程实际上是声波发生了干涉
B．降噪过程可以消除通话时的所有背景杂音
C．降噪声波与环境噪声的传播速度不相等
D．P点经过一个周期传播的距离为一个波长
7．（2021·江苏省镇江第一中学高二期中）牛顿曾利用三棱镜将白光分解为彩色光。如图所示，两个完全相同的三棱镜平行放置，将一束包含红、蓝两色的激光射入三棱镜A，则三棱镜B射出的光线可能正确的是（　　）
A． B．C． D．
8．（2021·江苏淮安·高二期末）利用薄膜干涉可检查工件表面的平整度。如图（a）所示，现使透明标准板M和待检工件间形成一楔形空气薄层，并用单色光照射，可观察到如图（b）所示的干涉条纹，条纹的弯曲处和对应于A和B处，下列判断中正确的是（　　）
A．的上表面A处向上凸起
B．的上表面处向下凹陷
C．若减少薄片的厚度，则干涉条纹间距会减小
D．条纹的点对应处的薄膜厚度相同
9．（2021·江苏省丹阳高级中学高二阶段练习）下列说法正确的是（　　）
A．激光的相干性可以用在雷达上进行精确的测距
B．用平行的单色光垂直照射一个刀片，发现屏上刀片的阴影的边缘模糊不清，这是光的衍射现象
C．光导纤维有很多的用途，它由内芯和外套两层组成，外套的折射率比内芯要大
D．摄影师在拍摄玻璃密的陈列物时，在照相机镜头前装偏振滤光片，是利用光的干涉现象来减弱玻璃的反射光，使影像清晰
10．（2021·江苏无锡·高二期末）如图甲所示，光滑导轨水平放置在竖直方向的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示（规定向下为正方向），导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力F的作用下始终处于静止状态．规定a→b的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在0～2t0时间内，能正确反映流过导体棒ab的电流与时间及外力F与时间t的关系图线是（ ）
A．B．C．D．
11．（2021·镇江·高二期末）导线中带电粒子的定向运动形成了电流．带电粒子定向运动时所受洛伦兹力的矢量和，在宏观上表现为导线所受的安培力．如图所示，设导线ab中每个带正电粒子定向运动的速度都是v，单位体积的粒子数为n，粒子的电荷量为q，导线的横截面积为S，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，则下列说法正确的是
A．由题目已知条件可以算得通过导线的电流为
B．题中导线受到的安培力的方向可用安培定则判断
C．每个粒子所受的洛伦兹力为，通电导线所受的安培力为
D．改变适当的条件，有可能使图中带电粒子受到的洛伦兹力方向反向而导线受到的安培力方向保持不变
二、实验题（5×3分=15分）
12．（2021·全国·高二期末）某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所使用的玻璃砖两面平行．正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示．
（1）此玻璃的折射率计算式为n=__________（用图中的θ1、θ2表示）；
（2）如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度_______（选填“大”或“小”）的玻璃砖来测量．
利用插针法可以测量半圆柱形玻璃砖的折射率．实验方法如下：在白纸上做一直线MN，并做出它的一条垂线AB，将半圆柱形玻璃砖（底面的圆心为O）放在白纸上，它的直边与直线MN对齐，在垂线AB上插两个大头针P1和P2，然后在半圆柱形玻璃砖的右侧插上适量的大头针，可以确定光线P1P2通过半圆柱形玻璃砖后的光路，从而求出玻璃的折射率．实验室中提供的器材除了半圆柱形玻璃砖、木板和大头针外，还有量角器等；
（3）某学生用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的垂线AB上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在半圆柱形玻璃砖右侧的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过半圆柱形玻璃砖同时看到P1、P2的像，原因是光线P1P2垂直于界面进入半圆柱形玻璃砖后，到达圆弧面上发生______现象，光不能从圆弧面折射出来，他应该采取的措施是向______ ( 选填：“上”或“下” )移动半圆柱形玻璃砖。
（4）为了确定光线P1P2通过半圆柱形玻璃砖后的光路测出折射率，在玻璃砖的右侧，最少应插_____枚大头针．
三、解答题（共41分）
13．(本题6分)一列简谐横波沿x轴传播，在和时，其波形分别用如图所示的实线和虚线表示。
（1）求波可能的速度；
（2）若波沿x轴的负方向传播，求处的质点从时刻位置第一次回到时刻的位置所经过的最长时间。
14．(本题8分)如图所示，一束单色光射向直角棱镜ABC的直角边AB上的P点，入射角，折射角，光进入棱镜后射向另一直角边BC上的Q点，已知BP间距离，真空中光速。
（1）通过计算判断光在Q点能否射出棱镜；
（2）求单色光从P传播到Q的时间t。
15．（2021·全国·模拟预测）如图所示，水平轨道左端固定一轻弹簧，弹簧右端可自由伸长到O点，轨道右端与一光滑竖直半圆轨道相连，圆轨道半径，圆轨道最低点为B，最高点为C，在水平轨道最右端放置小物块Q，将小物块P靠在弹簧上并压缩到A点，由静止释放，之后与Q发生正碰，碰撞过程时间很短且无机械能损失，碰后Q恰能通过圆轨道最高点C，已知物块与轨道间的动摩擦因数均为0.5，P的质量为，Q的质量为，，，重力加速度g取，P、Q大小均忽略不计，求：
(1)Q刚进入圆轨道时对轨道的压力大小；
(2)将弹簧压缩到A点时，弹簧具有的弹性势能；
(3)与Q物体碰撞过程P物体受到的冲量大小。
16．(本题15分)在xoy坐标系内第二象限存在沿y轴负方向电场强度为E的匀强电场，第四象限存在垂直平面向内磁感应强度为B的匀强磁场，在射线OP上的AC之间有同种带正电粒子以不同的初速度沿x轴正方向连续射出，均能打到O点，A点和C点出发的带电粒子经匀强磁场偏转后分别在x轴上的F点、D点射出磁场，且在F点射出的粒子在O点的速度方向与y轴负方向成 30°。已知带电粒子质量m，电荷量q，OF=2L，OD=L，不计重力。求：
（1）F点射出磁场的粒子在O点时的速度v1；
（2）同时从A点和C出发的粒子到达x轴的时间差；
（3）AC之间的距离；
试卷第6页，共6页
试卷第5页，共6页
高二物理上学期期末复习模拟题2
一、单选题（11×4分=44分）
1．（2021·江苏姑苏·高二期中）下列说法错误的是（　　）
A．当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就能够产生感应电流
B．变化的磁场产生了电场，变化的电场产生了磁场
C．光是一种电磁波——传播着的电磁场，光具有能量
D．微观世界的某些极少数带电微粒的能量的变化可以是连续的
【答案】D
【详解】
A．根据产生感应电流的条件可知，当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就能够产生感应电流，故A不符题意；
B．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场产生了电场，变化的电场产生了磁场，故B不符题意；
C．赫兹最早用实验证实光是一种电磁波——传播着的电磁场，光具有能量，故C不符题意；
D．微观世界的某些极少数带电微粒的能量是不连续的，而是一份一份的辐射或吸收的，故D符合题意；
故选D。
2．（2021·江苏常州·高三期中）如图所示为我国自主设计的自动驾驶系统，在两种刹车模式下的v-t图像，下列说法正确的是（　　）
A．第一种刹车模式平均速度较大 B．第二种刹车模式滑行距离较远
C．第一种模式刹车过程汽车克服阻力做功较多
D．第二种模式刹车过程汽车受到阻力冲量较小
【答案】A
【详解】
AB.在v-t图像中，图像与时间轴围城的面积等于物体的位移，可知第一种刹车模式刹车距离较大，而刹车时间相同，因此第一种刹车模式平均速度较大，A正确，B错误；
C.根据动能定理，两种情况下，动能变化相同，因此两种模式刹车过程汽车克服阻力做功相同，C错误；
D.根据动量定理，两种情况下，动量变化相同，因此两种模式刹车过程汽车受到阻力冲量相同，D错误。
故选A。
3．（2020·江苏·启东中学高二课时练习）一个质点在水平方向上做简谐运动的位移随时间变化的关系是x=5sin5πtcm，则下列判断正确的是（ ）
A．该简谐运动的周期是0.2s B．头1s内质点运动的路程是100cm
C．0.4s到0.5s内质点的速度在逐渐减小 D．t=0.6s时刻质点的动能为0
【答案】C
【详解】
A．根据质点的位移随时间变化的关系可知，该简谐运动的周期
故A错误；
B．根据质点的位移随时间变化的关系可知，零时刻质点位于平衡位置，振幅为A=5cm，1s内质点完成2.5个全振动，每个周期质点运动的路程等于4倍振幅，1s内质点运动的路程等于10A=50cm，故B错误；
C．0.4s到0.5s内质点开始从平衡位置向最大位移处运动，质点的速度在逐渐减小，故C正确；
D．t=0.6s时刻质点位移平衡位置，动能最大，故D错误。
故选C。
4．（2021·江苏·常熟中学高二阶段练习）一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球振动的固有频率为2Hz，现在长绳两端分别有一振源P、Q同时开始以相同振幅A。上下振动了一段时间，某时刻两个振源在长绳上形成波形如图所示，两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置，观察到小球先后出现了两次振动，小球第一次振动时起振方向向上，且振动并不显著，而小球第二次发生了共振现象，则（　　）
A．由Q振源产生的波先到达弹簧振子处
B．两列波可能形成干涉
C．由Q振源产生的波的波速较接近4m/s
D．绳上不会出现振动位移大小为2A的点
【答案】C
【详解】
A．因为小球第一次振动时起振方向向上，根据P、Q振源产生波的波形可知，由P振源产生的波先到达弹簧振子处，故A错误；
BC．由题意可知，P、Q两振源的频率不等，所以不能形成干涉。其中Q的频率比较接近小球振动的固有频率2Hz，所以由Q振源产生的波的波速较接近于
故B错误，C正确；
D．虽然两列波的频率不同，不会产生稳定的干涉，但根据波的叠加原理，在绳上一定会有这两列波的波峰与波峰相遇、波谷与波谷相遇的位置，此位置质点振动位移大小为2A，故D错误。
故选C。
5．（2021·江苏·金陵中学高二期中）一列简谐横波在时刻的波形图如图中实线所示，从此时刻起，经0.1s波形图如图中虚线所示，若波传播的速度为20，下列说法中不正确的是（　　）
A．这列波的周期为0.4s
B． 时刻质点a沿y轴正方向运动
C．从时刻开始质点a经0.2s通过的路程为0.8m
D． 处的质点的位移表达式为
【答案】B
【详解】
A．由图可知，该简谐横波的波长：λ=8m，则波的周期为
解得 A正确；
B．因为
根据波形的平移可知，波的传播方向沿x轴负方向，由上下坡法可知，当t=0时，a处的质点速度沿y轴负方向，B错误；
C．由图可知，该简谐横波的振幅为：A=0.4m，从t=0时刻经0.2s时，经过的时间是半个周期，质点a通过的路程等于2个振幅，即0.8m，C正确；
D．t=0时刻x=4m处的质点正向y轴负方向运动，所以其初相位为π，即其位移表达式为 D正确。
故选B。
6．（2021·江苏沭阳·高二期中）某同学注意到手机摄像头附近有一个小孔，查阅手机说明后知道手机内部小孔位置处安装了降噪麦克风。进一步翻阅技术资料得知：降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波，与噪音叠加从而实现降噪的效果。如图是理想情况下的降噪过程，实线对应环境噪声，虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。则（　　）
A．降噪过程实际上是声波发生了干涉
B．降噪过程可以消除通话时的所有背景杂音
C．降噪声波与环境噪声的传播速度不相等
D．P点经过一个周期传播的距离为一个波长
【答案】A
【详解】
A．由图看出，降噪声波与环境声波波长相等，波速相等，则频率相同，叠加时产生干涉，由于两列声波等幅反相，所以振动减弱，起到降噪作用，故A正确；
B．降噪过程不能消除通话时的所有背景杂音，只能消除与降噪声波频率相同的杂音，故B错误；
C．机械波传播的速度由介质决定，则知降噪声波与环境噪声的传播速度相等，故C错误；
D．P点并不随波移动，故D错误。
故选A。
7．（2021·江苏省镇江第一中学高二期中）牛顿曾利用三棱镜将白光分解为彩色光。如图所示，两个完全相同的三棱镜平行放置，将一束包含红、蓝两色的激光射入三棱镜A，则三棱镜B射出的光线可能正确的是（　　）
A． B．C． D．
【答案】A
【详解】
CD．首先三棱镜可以将光分解，因为不同颜色的光在三棱镜里的折射率不同，CD错误；
AB．光从三棱镜里折射到空气里光是向着法线方向靠近的，并且蓝光的折射率比红光大。在第一个棱镜里光就已经分解完毕了。 而射出第一个棱镜后红蓝光就相当于是平行光了，在第二个棱镜里不会改变上下顺序，所以A正确。
故选A。
8．（2021·江苏淮安·高二期末）利用薄膜干涉可检查工件表面的平整度。如图（a）所示，现使透明标准板M和待检工件间形成一楔形空气薄层，并用单色光照射，可观察到如图（b）所示的干涉条纹，条纹的弯曲处和对应于A和B处，下列判断中正确的是（　　）
A．的上表面A处向上凸起
B．的上表面处向下凹陷
C．若减少薄片的厚度，则干涉条纹间距会减小
D．条纹的点对应处的薄膜厚度相同
【答案】D
【详解】
AB．薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同，条纹的cd点在直条纹处，故cd点对应处的薄膜厚度相同，从弯曲的条纹可知，A处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知A处凹陷，B处检查平面右边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知B处凸起，故AB错误；
C．当减少薄片的厚度，即减小空气薄层的宽度，导致同级的光程差的间距变大，则干涉条纹间距会增大，故C错误；
D．由图可知，条纹间距相等，则条纹的cd点对应处的薄膜厚度也相同，故D正确。
故选D。
9．（2021·江苏省丹阳高级中学高二阶段练习）下列说法正确的是（　　）
A．激光的相干性可以用在雷达上进行精确的测距
B．用平行的单色光垂直照射一个刀片，发现屏上刀片的阴影的边缘模糊不清，这是光的衍射现象
C．光导纤维有很多的用途，它由内芯和外套两层组成，外套的折射率比内芯要大
D．摄影师在拍摄玻璃密的陈列物时，在照相机镜头前装偏振滤光片，是利用光的干涉现象来减弱玻璃的反射光，使影像清晰
【答案】B
【详解】
A．利用激光的平行度好，可以用在雷达上进行精确的测距，故A错误；
B．光发生明显衍射现象的条件是：当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或比波长更小，平行单色光垂直照射一个刀片，发现屏上刀片的阴影边缘模糊不清，这是光的衍射现象，故B正确；
C．全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，入射角大于等于临界角。所以内芯的折射率大于外套的折射率，光传播时在内芯和外套的界面上发生全反射，故C错误；
D．拍摄玻璃窗内的陈列物时，反射光的振动方向和玻璃橱窗内的陈列物光的振动方向不同，所以在镜头前加一个偏振片可以减弱玻璃表面反射光的影响，使影像清晰，故D错误；
故选B。
10．（2021·江苏无锡·高二期末）如图甲所示，光滑导轨水平放置在竖直方向的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示（规定向下为正方向），导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力F的作用下始终处于静止状态．规定a→b的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在0～2t0时间内，能正确反映流过导体棒ab的电流与时间及外力F与时间t的关系图线是（ ）
A．B．C．D．
【答案】D
【详解】
由可知，电动势保持不变，则电路中电流不变，则AB错误；由安培力F=BtIL可知，电路中安培力随B的变化而变化，当B为负值时，安培力的方向为负，B为正值时，安培力为正值，故C错误，D正确；
11．（2021·镇江·高二期末）导线中带电粒子的定向运动形成了电流．带电粒子定向运动时所受洛伦兹力的矢量和，在宏观上表现为导线所受的安培力．如图所示，设导线ab中每个带正电粒子定向运动的速度都是v，单位体积的粒子数为n，粒子的电荷量为q，导线的横截面积为S，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，则下列说法正确的是
A．由题目已知条件可以算得通过导线的电流为
B．题中导线受到的安培力的方向可用安培定则判断
C．每个粒子所受的洛伦兹力为，通电导线所受的安培力为
D．改变适当的条件，有可能使图中带电粒子受到的洛伦兹力方向反向而导线受到的安培力方向保持不变
【答案】A
【分析】
判断洛伦兹力的方向用左手定则，电流由其定义I=Q/t确定，洛伦兹力的集中表现为安培力．
【详解】
电流：，则A正确；导线受到的安培力的方向由左手定则判断，则B错误；粒子所受的洛伦兹力为F洛=qvB，导线长度为L，则其受的安培力为：F=nqLSvB=BIL，则C错误；洛伦兹力方向反向决定了所受到的安培力方向也反向，则D错误；故选A．
【点睛】
本题考查电流的微观表达式，关键在于明确有多少电荷流过我们所确定的截面，并由洛伦兹力的集中表现为安培力．
二、实验题（5×3分=15分）
12．（2021·全国·高二期末）某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所使用的玻璃砖两面平行．正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示．
（1）此玻璃的折射率计算式为n=__________（用图中的θ1、θ2表示）；
（2）如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度_______（选填“大”或“小”）的玻璃砖来测量．
利用插针法可以测量半圆柱形玻璃砖的折射率．实验方法如下：在白纸上做一直线MN，并做出它的一条垂线AB，将半圆柱形玻璃砖（底面的圆心为O）放在白纸上，它的直边与直线MN对齐，在垂线AB上插两个大头针P1和P2，然后在半圆柱形玻璃砖的右侧插上适量的大头针，可以确定光线P1P2通过半圆柱形玻璃砖后的光路，从而求出玻璃的折射率．实验室中提供的器材除了半圆柱形玻璃砖、木板和大头针外，还有量角器等；
（3）某学生用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的垂线AB上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在半圆柱形玻璃砖右侧的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过半圆柱形玻璃砖同时看到P1、P2的像，原因是光线P1P2垂直于界面进入半圆柱形玻璃砖后，到达圆弧面上发生______现象，光不能从圆弧面折射出来，他应该采取的措施是向______ ( 选填：“上”或“下” )移动半圆柱形玻璃砖。
（4）为了确定光线P1P2通过半圆柱形玻璃砖后的光路测出折射率，在玻璃砖的右侧，最少应插_____枚大头针．
【答案】 大 全反射 上 1枚
【解析】
解答：解：①由图得到，光线在玻璃砖上表面上入射角为i=90°-θ1，折射角为r=90°-θ2，根据折射定律得，n=
②在宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择时，玻璃砖宽度较大时，引起的角度误差较小．
③不管眼睛放在何处，都无法透过半圆柱形玻璃砖同时看到P1、P2的像，原因是没有光线射出，则一定是光线P1P2垂直于界面进入半圆柱形玻璃砖后，到达圆弧面上的入射角大于临界角，发生全反射现象，光不能从圆弧面折射出来；
④因为垂直入射的光线传播方向不改变，即光线P1P2通过半圆柱形玻璃砖的出射点已知，所以为了确定光线P1P2通过半圆柱形玻璃砖后的光路，在玻璃砖的右侧，最少应插1枚大头针
三、解答题（共41分）
13．(本题6分)一列简谐横波沿x轴传播，在和时，其波形分别用如图所示的实线和虚线表示。
（1）求波可能的速度；
（2）若波沿x轴的负方向传播，求处的质点从时刻位置第一次回到时刻的位置所经过的最长时间。
【答案】(1) 若波沿x轴正向传播：，若波沿x轴负方向传播：；(2)
【详解】
(1)由图可知
若波沿x轴正向传播，则
则波速为
若波沿x轴负方向传播，则有
则波速为
(2) 若波沿x轴的负方向传播，处的质点从t1时刻位置到t2时刻的位置，时间是。则处的质点从时刻位置第一次回到时刻的位置的时间为
又最大周期
所以处的质点从时刻位置第一次回到时刻的位置所经过的最长时间
14．(本题8分)如图所示，一束单色光射向直角棱镜ABC的直角边AB上的P点，入射角，折射角，光进入棱镜后射向另一直角边BC上的Q点，已知BP间距离，真空中光速。
（1）通过计算判断光在Q点能否射出棱镜；
（2）求单色光从P传播到Q的时间t。
【答案】（1）不能；（2）
【详解】
如图所示
（1）由折射定律
由几何关系可知，光射向另一直角边BC上的Q点的入射角为，设全反射临界角为C，则
则
所以光在Q点将发生全反射，不能射出棱镜；
（2）光在介质中传播速度
PQ的距离
传播时间
解得
15．（2021·全国·模拟预测）如图所示，水平轨道左端固定一轻弹簧，弹簧右端可自由伸长到O点，轨道右端与一光滑竖直半圆轨道相连，圆轨道半径，圆轨道最低点为B，最高点为C，在水平轨道最右端放置小物块Q，将小物块P靠在弹簧上并压缩到A点，由静止释放，之后与Q发生正碰，碰撞过程时间很短且无机械能损失，碰后Q恰能通过圆轨道最高点C，已知物块与轨道间的动摩擦因数均为0.5，P的质量为，Q的质量为，，，重力加速度g取，P、Q大小均忽略不计，求：
(1)Q刚进入圆轨道时对轨道的压力大小；
(2)将弹簧压缩到A点时，弹簧具有的弹性势能；
(3)与Q物体碰撞过程P物体受到的冲量大小。
【答案】(1) 180N；(2)60J；(3)15Nm
【详解】
(1)设Q在B处的速度vB，在C处的速度vC，碰后Q恰能通过圆轨道最高点C，在Q由牛顿第二定律得
Q从B到C过程，由动能定理可得
在B点由牛顿第二定律可得
联立可解得F=180N，即Q刚进入圆轨道时对轨道的压力大小为180N。
(2)P、Q碰撞过程时间很短且无机械能损失，满足动量守恒及机械能守恒，设P与Q碰前的速度为v0，碰后P的速度为v1，可得
弹簧把P弹开至碰前过程，据能量守恒得
联立可解得。
(3)设水平向左为正方向，与Q物体碰撞过程，根据动量定理可得，P物体受到的冲量大小
代入数据解得。
16．(本题15分)在xoy坐标系内第二象限存在沿y轴负方向电场强度为E的匀强电场，第四象限存在垂直平面向内磁感应强度为B的匀强磁场，在射线OP上的AC之间有同种带正电粒子以不同的初速度沿x轴正方向连续射出，均能打到O点，A点和C点出发的带电粒子经匀强磁场偏转后分别在x轴上的F点、D点射出磁场，且在F点射出的粒子在O点的速度方向与y轴负方向成 30°。已知带电粒子质量m，电荷量q，OF=2L，OD=L，不计重力。求：
（1）F点射出磁场的粒子在O点时的速度v1；
（2）同时从A点和C出发的粒子到达x轴的时间差；
（3）AC之间的距离；
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）F 点射出磁场的粒子半径
洛伦兹力提供向心力
（2）从 A 点射到 O 点的粒子做类平抛运动，到 O 点时竖直分速度
电场中运动时间
C 点射到 O 点的粒子也做类平抛，根据平抛知识可知在 O 点速度方向与 y 轴负方向成 30°角，在磁场中做圆周运动，转过的圆心角与 A 点出射粒子相同。
所以时间差
（3）A 出射粒子水平位移
C 出射粒子水平位移
OP 与 x 轴负方向夹角α
试卷第10页，共13页
试卷第11页，共13页