解答：解：根据题意，在第1s和第2s内运动员都做匀加速直线运动，设运动员在匀加速阶段的加速度为a，在第1s和第2s内通过的位移分别为s1和s2，由运动学规律得t0=1s联立解得 a=5m/s2设运动员做匀加速运动的时间为t1，匀速运动的时间为t2，匀速运动的速度为v1，跑完全程的时间为t，全程的距离为s，依题决及运动学规律，得t=t1+t2v=at1设加速阶段通过的距离为s′，则求得s′=10m答：该运动员的加速度为5m/s2及在加速阶段通过的距离为10m．

点评：解决本题的关键理清运动员的运动过程，结合匀变速直线运动的运动学公式和推论灵活求解

14．（14分）（2014•海南）如图，在x轴上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外；在x轴下方存在匀强电场，电场方向与xOy平面平行，且与x轴成45°夹角．一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速度v0从y轴上P点沿y轴正方向射出，一段时间后进入电场，进入电场时的速度方向与电场方向相反；又经过一段时间T0，磁场方向变为垂直纸面向里，大小不变，不计重力．

（1）求粒子从P点出发至第一次到达x轴时所需的时间；

（2）若要使粒子能够回到P点，求电场强度的最大值．

考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．菁优网版权所有

专题：带电粒子在复合场中的运动专题．

分析：（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律与粒子的周期公式求出粒子的运动时间．（2）分析清楚粒子在电场中的运动过程，应用牛顿第二定律、运动学公式求出电场强度．

解答：解：（1）带电粒子在磁场中做圆周运动，设运动半径为R，运动周期为T，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，粒子做圆周运动的周期：，由题意可知，粒子第一次到达x轴时，运动转过的角度为，所需时间t1为：，解得：；（2）粒子进入电场后，先做匀减速运动，直到速度减小为0，然后沿原路返回做匀加速运动，到达x轴时速度大小仍为v0，设粒子在电场中运动的总时间为t2，加速度大小为a，电场强度大小为E，由牛顿第二定律得：qE=ma，，解得：，根据题意，要使粒子能够回到P点，必须满足t2≥T0，解得，电场强度最大值：．答：（1）粒子从P点出发至第一次到达x轴时所需的时间为：；（2）若要使粒子能够回到P点，电场强度的最大值为．

点评：本题考查了粒子在磁场与电场中的运动，分析清楚粒子运动过程是正确解题的前提与关键，分析清楚粒子运动过程后，应用牛顿第二定律、运动学公式即可正确解题．

五、模块3-3

15．（4分）（2014•海南）下列说法正确的是 （）

A．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部

B．单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点

C．单晶体中原子（或分子、离子）的排列具有空间周期性

D．通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体

E．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征

考点：* 晶体和非晶体；* 液晶．菁优网版权所有

分析：表面张力产生在液体表面层，它的方向平行于液体表面，而非与液面垂直；晶体分为单晶体和多晶体，都有固定的熔点；液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征

解答：解：A：表面张力产生在液体表面层，它的方向平行于液体表面，而非与液面垂直，故A错误；B、晶体分为单晶体和多晶体，都有固定的熔点，故B错误；C、单晶体具有各向异性，原子（或分子、离子）的排列具有空间周期性，故C正确；D、通常金属在各个方向的物理性质都相同，但具有固定的熔点，为晶体，故D错误；E、液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征，故E正确；故选：CE

点评：本题主要考查了表面张力及晶体与非晶体的区别，选修3﹣3知识点较多，需认真掌握．

16．（8分）（2014•海南）一竖直放置、缸壁光滑且导热的柱形气缸内盛有一定量的氮气，被活塞分隔成Ⅰ、Ⅱ两部分；达到平衡时，这两部分气体的体积相等，上部气体的压强为PⅠ0，如图（a）所示，若将气缸缓慢倒置，再次达到平衡时，上下两部分气体的体积之比为3：1，如图（b）所示．设外界温度不变，已知活塞面积为S，重力加速度大小为g，求活塞的质量．

考点：理想气体的状态方程．菁优网版权所有

专题：理想气体状态方程专题．

分析：气体发生等温变化，根据题意求出气体的状态参量，然后应用玻意耳定律解题．

解答：解：设活塞的质量为m，气缸倒置前下部气体的压强为p20，倒置后上下气体的压强分别为p2、p1，由力的平衡条件得：，，倒置过程中，两部分气体均经历等温过程，设气体的总体积为V0，由玻意耳定律得：，，解得：；答：活塞质量为．

点评：本题考查了求活塞质量，应用平衡条件求出气体的压强，应用玻意耳定律即可正确解题．

六、模块3-4

17．（2014•海南）一列简谐横波沿x轴传播，a、b为x轴上的两质点，平衡位置分别为x=0，x=xb（xb＞0）．a点的振动规律如图所示，已知波速为v=10m/s，在t=0.1s时，b点的位移为0.05m，则下列判断可能正确的是 （）

A．波沿x轴正向传播，xb=0.5mB．波沿x轴正向传播，xb=1.5m

C．波沿x轴负向传播，xb=2.5mD．波沿x轴负向传播，xb=3.5m

考点：横波的图象；波长、频率和波速的关系．菁优网版权所有

专题：振动图像与波动图像专题．

分析：根据a的振动图象得出周期，根据λ=vT求出波长，分波沿x轴正向传播和沿x轴负向传播两种情况讨论即可求解．

解答：解：由振动图象可知，T=0.2s，根据λ=vT得：λ=10×0.2=2m，A、若波沿x轴正向传播，在t=0.1s时，a在平衡位置处，b在波峰处，ab平衡位置的距离，所以xb=，当n=0时，xb=1.5m，故A错误，B周期；C、若波沿x轴负向传播，在t=0.1s时，a在平衡位置，b在波峰处，ab平衡位置的距离，所以，当n=1时，xb=2.5m，故C正确，D错误．故选：BC

点评：灵活应用波的传播特点是解题的关键，能根据振动图象得出周期，注意分两种情况分析讨论，难度不大，属于基础题．

18．（8分）（2014•海南）如图，矩形ABCD为一水平放置的玻璃砖的截面，在截面所在平面有一细束激光照射玻璃砖，入射点距底面的高度为h，反射光线和折射光线与底面所在平面的交点到AB的距离分别l1和l2，在截面所在平面内，改变激光束在AB面上入射点的高度与入射角的大小，当折射光线与底面的交点到AB的距离为l3时，光线恰好不能从底面射出，求此时入射点距离底面的高度H．