大兴区2017-2018高三物理一模试题及答案 (2)

形状），整条赛道的平均坡度180。选手在高处助滑后从U形池一侧边缘（示意图中A点）进入赛道，沿U型池滑行至另一侧竖直轨道，从B点跃起在空中做出各种抓板旋转等动作，完成动作落入轨道再滑向对侧，如此反复跃起完成难度不同的动作，直至滑出赛道完成比赛，裁判根据选手完成动作的难易和效果打分。

(1) 选手出发时要先经过一段倾斜坡道助滑(如情景图)，设坡度倾角为α，滑

板与雪面的动摩擦因数为μ，当地的重力加速度为g，求选手沿此斜面坡道向下滑行的加速度大小。

（2）在高中物理学习中，对于复杂的运动往往采用分解的研究方法，比如对平抛运动的研究。

a. 运动员沿U形池从A滑行到B的过程是一个复杂的运动，请你用分解的方法来研究这个运动，并描述你的分解结果。

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b..在平昌冬奥会上，传奇名将肖恩·怀特在赛道边缘跃起时以外转1440（以身体为轴外转四周）超高难度的动作夺得该项目的冠军，为了简化以达到对特定问题的求解，此过程中他可视为质点，设每转一周最小用时0.5秒，他起跳时速度与竖直赛道在同一平面内，与竖直向上的夹角为200，下落到与起跳点同一高度前要完成全部动作，全过程忽略空气阻力，求他起跳的最小速度为多少？

(g取10m/s2 sin20=0.34 cos20=0.94)

24．（20分）

我们知道，根据光的粒子性，光的能量是不连续的，而是一份一份的，每一份叫一个光子，光子具有动量（ h/c ） 和能量（h ） ，当光子撞击到光

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滑的平面上时，可以像从墙上反弹回来的乒乓球一样改变运动方向，并给撞击物体以相应的作用力。光对被照射物体单位面积上所施加的压力叫光压。联想到人类很早就会制造并广泛使用的风帆，能否做出利用太阳光光压的“太阳帆”进行宇宙航行呢？

1924年，俄国航天事业的先驱齐奥尔科夫斯基和其同事灿德尔明确提出“用照射到很薄的巨大反射镜上的太阳光所产生的推力获得宇宙速度”，首次提出了太阳帆的设想。但太阳光压很小，太阳光在地球附近的光压大约为

，

但在微重力的太空，通过增大太阳帆面积，长达数月的持续加速，使得太阳帆可以达到甚至超过宇宙速度。IKAROS 是世界第一个成功在行星际空间运行的太阳帆。2010年5月21日发射，2010年12月8日，IKAROS 在距离金星 80,800 公里处飞行掠过，并进入延伸任务阶段。

设太阳单位时间内向各个方向辐射的总能量为，太空中某太阳帆面积为，某时刻距太阳距离为（很大，故太阳光可视为平行光，太阳帆位置的变化可以忽略），且帆面和太阳光传播方向垂直，太阳光频率为，真空中光速为，普朗克常量为h。

（1）当一个太阳光子被帆面完全反射时，求光子动量的变化

，判断光子对太

阳帆面作用力的方向。

（2）计算单位时间内到达该航天器太阳帆面的光子数

（3）事实上，到达太阳帆表面的光子一部分被反射，其余部分被吸收。被反射的光子数与入射光子总数的比，称为反射系数。若太阳帆的反射系数为，求该时刻太阳光对太阳帆的作用力。

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2017—2018学年度北京市大兴区高三第一次综合练习

物理参考答案及评分标准

13. C

21.（18分）

（1）① C D（2分） （2）① 刻度尺 （2分）

② 使小球能静止在轨道边缘（使用水平仪）（2分） ③ D（2分）

④ 0.5（2分） 9.75（2分） ⑤ AD（2分）

22.（16分）解：

Uq?1mvB22（4分） 2UqvB?m14. A 15. D 16. D 17. A 18. B 19. B 20. C

② 如图（2分）

③ n=sinθ1/sinθ2（2分）

（1）带正电（2分）

（2）a?Eq（1分） mL=vBt（1分）

1y?at2（1分）

2EL2连列解得y?（2分）

4U（3）BqvB=Eq（2分）

B?Em（1分） 2Uq垂直纸面向里（2分）

N

23.（18分）解：

f （1）受力分析如图，将mg分解

由牛顿第二定律：mgsinα- f = ma （2分） 滑动摩擦力 f = μmgcosα （2分）

α 得出 a = gsinα - μgcosα （2分） mg （2）a. 可以将该运动沿滑道坡度方向和U型截面方向分解； （3分）

沿坡道方向可能做匀速直线或匀加速直线运动； （1分）

沿截面方向做自由落体运动，圆周运动，匀减速直线运动，竖直上抛运动。（2分）

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b. 动作总用时 T=2s （1分）

将选手的运动分解为水平和竖直两个分运动，竖直方向上匀变速直线运动。 上升过程运动时间 T1 = t/2 = 1s （1分） 出发时速度的竖直分量 vy = gt1 = 10m/s （2分） 出发时最小速度 v=vy/cosα=10.6m/s （2分）

24.（20分）解：

（1）?P?2hvc， 作用力方向与反射前光子速度方向相同

（2）光子能量E0=hv 单位时间内到达太阳帆光能量E总?ES4?r2 光子数N?E总SE?E4?hvr2 0（3）时间?t内：反射光子动量变化?P1?2?N?t?P?2?ES4?cr2?t 吸收光子动量变化?P2?(1??)N?t?P?(1??)ES4?cr2?t

根据动量定理

F?t??P1??P2

得F?(1??)ES4?cr2

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3分） 3分） 2分） 2分） 2分） 2分） 2分）

2分） 2分）

（（（（（ （（（（

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