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2017届高考物理三轮模拟试卷4份
2017年高考物理三轮模拟卷 （4份打包）
资料简介
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模拟卷(四)
一、选择题(本题共8小题，每小题6分，在每小题给出的四个选项中，第14～17题只有一项符合题目要求，第18～21题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.)
14.伽利略在研究自由落体运动时，做了如下的实验：他让一个铜球从阻力很小(可忽略不计)的斜面上由静止开始滚下，并且做了上百次.假设某次实验伽利略是这样做的：在斜面上任取三个位置A、B、C.让小球分别由A、B、C滚下，如图1所示，A、B、C与斜面底端的距离分别为s1、s2、s3，小球由A、B、C运动到斜面底端的时间分别为t1、t2、t3，小球由A、B、C运动到斜面底端时的速度分别为v1，v2、v3，则下列关系式中正确并且是伽利略用来证明小球沿光滑斜面向下的运动是匀变速直线运动的是( )
图1
A.＝＝ B.＝＝
C.s1－s2＝s2－s3 D.＝＝
答案 D
解析 A中的表达式＝＝＝a，即都是小球运动的加速度，但是不是伽利略用来证明小球沿光滑斜面向下运动是匀变速直线运动，选项A错误；因为表示从A点下落到底端的平均速度，同理，分别表示从B、C两点下落到底端的平均速度，故式子不成立，选项B错误；C中的s1－s2并不等于s2－s3，选项C错误；因s＝at2，则＝＝＝a，因时间和位移都很容易测出，则D关系式正确，并且是伽利略用来证明小球沿光滑斜面向下的运动是匀变速直线运动，故选D.
15.如图2所示，倾角θ＝37°的斜面固定在水平面上，一质量M＝1.5 kg的物块受平行于斜面向上的轻质橡皮筋拉力F＝9 N作用，平行于斜面的轻绳一端固定在物块M上，另一端跨过光滑定滑轮连接A、B两个小物块，物块M处于静止状态.已知物块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5，mA＝0.2 kg，mB＝0.4 kg，g取10 m/s2.则剪断A、B间轻绳后，关于物块M受到的摩擦力的说法中正确的是(sin 37°＝0.6)( )
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图2
A.滑动摩擦力，方向沿斜面向下，大小为4 N
B.滑动摩擦力，方向沿斜面向下，大小为2 N
C.静摩擦力，方向沿斜面向下，大小为7 N
D.静摩擦力，方向沿斜面向上，大小为2 N
答案 D
解析 开始时物块M受静摩擦力作用，大小为Ff＝(mA＋mB)g＋Mgsin 37°－F＝6 N，方向沿斜面向上，剪断A、B间轻绳后，假设M仍静止，则此时M所受的静摩擦力为：Ff′＝mAg＋Mgsin 37°－F＝2 N.因为2 N＜6 N，故可知物块M仍然处于静止状态，故选项D正确.
16.已知质量分别均匀的球壳对其内部物体的引力为零.科学家设想在赤道正上方高d处和正下方深为d处各修建一环形轨道，轨道面与赤道面共面.现有A、B两物体分别在上述两轨道中做匀速圆周运动，若地球半径为R，轨道对它们均无作用力，则两物体运动的向心加速度大小、线速度大小、角速度、周期之比下列判断正确的是( )
A.＝()2 B.＝
C.＝ D.＝
答案 B
解析 设地球密度为ρ，则有：
在赤道上方：＝＝aA＝(R＋d)ω＝；
在赤道下方：
＝＝aB＝(R－d)ω＝
解得：＝；＝ ；＝ ；＝ ，故选B.
17.“娱乐风洞”是一种惊险的娱乐项目.在竖直的圆筒内，从底部竖直向上的风可把游客“吹”起来，让人体验太空飘浮的感觉(如图3甲).假设风洞内各位置的风速均相同且保持不变，已知人体所受风力的大小与正对风的面积成正比，水平横躺时受风面积最大，站立时受风面积最小、为最大值的；当人体与竖直方向成一倾角、受风面积是最大值的
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时，人恰好可静止或匀速漂移.如图乙所示，在某次表演中，质量为m的表演者保持站立身姿从距底部高为H的A点由静止开始下落；经过B点时，立即调整身姿为水平横躺并保持；到达底部的C点时速度恰好减为零.则在从A到C的过程中，下列说法正确的是( )
图3
A.表演者加速度的最大值是g
B.B点的高度是H
C.从A到B表演者克服风力做的功是从B到C克服风力做功的
D.若保持水平横躺，表演者从C返回到A时风力的瞬时功率为
答案 C
解析 由题意，人体受风力大小与正对面积成正比，设最大风力为Fm，由于受风力有效面积是最大值的一半时，恰好可以静止或匀速漂移，故可以求得重力G＝Fm，人站立时风力为Fm，其下落加速度a1＝＝g；人平躺下落时，其加速度a2＝＝g，即表演者加速度的最大值是g，因而选项A错误；设B点的高度是h，下降的最大速度为v，根据匀变速直线运动规律，有v2＝2a1(H－h), v2＝2a2h，，联立解得：h＝H，选项B错误；表演者从A至B克服风力所做的功W1＝Fm (H－h)＝FmH；从B至C过程克服风力所做的功W2＝Fm h＝FmH，从A到B表演者克服风力做的功是从B到C克服风力做功的，选项C正确；若保持水平横躺， 人平躺上升时，其加速度a＝＝g，表演者从C返回到A时，速度v＝，风力的瞬时功率为P＝Fmv＝2mg＝2，选项D错误.
18.如图4甲所示，轻杆一端与一小球相连，另一端连在光滑固定轴上，可在竖直平面内自由转动.现使小球在竖直平面内做圆周运动，到达某一位置开始计时，取水平向右为正方向，小球的水平分速度vx随时间t的变化关系如图乙或图丙所示.不计空气阻力.下列说法中正确的是( )
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图4
A.在图乙中，t1时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积相等
B.在图乙中，t2时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积相等
C.在图丙中，t3时刻小球通过最高点，图丙中S3和S4的面积相等
D.图丙中小球的初速度大于图乙中小球的初速度
答案 ACD
解析 过最高点后，水平分速度要增大，经过四分之一圆周后，水平分速度为零，可知从最高点开始经过四分之一圆周，水平分速度先增大后减小，可知t1时刻小球通过最高点，根据题意知，图中x轴上下方图线围成的阴影面积分别表示从最低点经过四分之一圆周，然后再经过四分之一圆周到最高点的水平位移大小，可知S1和S2的面积相等，故A正确，B错误；在图丙中，根据水平分速度的变化可知，t＝0时刻，小球位于左侧水平位置，t3时刻小球通过最高点，根据题意知，图中S3和S4的面积分别表示从最低点向左经过四分之一圆周，然后再经过四分之一圆周到最高点的水平位移大小，可知S3和S4的面积相等，故C正确.由图知，图丙中小球通过最高点的速度大于图乙小球通过最高点的速度，所以图丙中小球的初速度大于图乙中小球的初速度，故D正确.故选A、C、D.
19.如图5甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器.升压变压器原副线圈匝数比为1∶100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100 Ω.降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R1为一定值电阻，R2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小.电压表V显示加在报警器上的电压(报警器未画出).未出现火警时，升压变压器的输入功率为750 kW.下列说法中正确的有( )
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图5
A.降压变压器副线圈输出的交流电频率为50 Hz
B.远距离输电线路损耗功率为180 kW
C.当传感器R2所在处出现火警时，电压表V的示数变大
D.当传感器R2所在处出现火警时，输电线上的电流变大
答案 AD
解析 由图乙知交流电的周期为0.02 s，所以频率为50 Hz，A正确；由图乙知升压变压器输入端电压有效值为250 V，根据电压与匝数成正比知副线圈电压为25 000 V，所以输电线中的电流为：I＝＝30 A，输电线损失的电压为：ΔU＝IR＝30×100 V＝3 000 V，输电线路损耗功率为：ΔP＝ΔUI＝90 kW，B错误，当传感器R2所在处出现火警时其阻值减小，副线圈两端电压不变，副线圈中电流增大，定值电阻的分压增大，所以电压表V的示数变小，C错误；由C知副线圈电流增大，根据电流与匝数成反比知输电线上的电流变大，D正确.
20.用如图6所示的装置研究光电效应现象.所用光子能量为2.75 eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G的示数不为零；移动变阻器的触点c，发现当电压表的示数大于或等于1.7 V时，电流表示数为0，则下列说法正确的是( )
图6
A.光电子的最大初动能始终为1.05 eV
B.光电管阴极的逸出功为1.05 eV
C.开关S断开后，电流表G中有电流流过
D.当滑动触头向a端滑动时，反向电压增大，电流增大
答案 BC
解析 根据题述“当电压表的示数大于或等于1.7 V时，电流表示数为0”可知截止电压为1.7 V，由动能定理可知，光电子的最大初动能始终为1.7 eV，选项A错误.由爱因斯坦光电效应方程，可知光电管阴极的逸出功为W＝E－Ek＝2.75 eV－1.7 eV＝1.05
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eV，选项B正确.开关S断开后，产生的光电子可形成回路，电流表G中有电流流过，选项C正确.当滑动触头向a端滑动时，反向电压增大，没有电流通过，选项D错误.
21.在绝缘的水平桌面上有MN、PQ两根平行的光滑金属导轨，导轨间的距离为l.金属棒ab和cd垂直放在导轨上，两棒正中间用一根长l的绝缘细线相连.棒ab右侧有一直角三角形匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，三角形的两条直角边长均为l，整个装置的俯视图如图7所示.从图示位置在棒ab上加水平拉力，使金属棒ab和cd向右匀速穿过磁场区，则金属棒ab中感应电流i和绝缘细线上的张力大小F随时间t变化的图象可能正确的是(规定金属棒ab中电流方向由a到b为正)( )
图7
答案 AC
解析 ab向右运动，切割磁感线，由右手定则可知，产生的感应电流方向从b到a(电流为负值).根据法拉第电磁感应定律，导体棒切割磁感线的有效长度逐渐增大，所以感应电流i随时间变化图象A可能正确，B一定错误.在ab切割磁感线运动过程中，由于cd没有进入磁场中，不受安培力作用，在0～t0时间内，绝缘细线中张力F等于零，在cd进入磁场区域切割磁感线运动时，受到安培力作用，绝缘细线中张力F＝BIL＝＝＝，绝缘细线中张力F随时间变化图象C图可能正确，D图一定错误.
二、非选择题(本题共4小题，共47分)
22.(5分)如图8甲所示，为验证动能定理的实验装置，较长的小车的前端固定有力传感器，能测出小车所受的拉力，小车上固定两个完全相同的遮光条A、B，小车、传感器及遮光条的总质量为M，小车放在安装有定滑轮和光电门的光滑轨道D上，光电门可记录遮光条A、B通过它时的挡光时间.用不可伸长的细线将小车与质量为m的重物相连，轨道放在水平桌面上，细线与轨道平行(滑轮质量、摩擦不计).
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图8
(1)用螺旋测微器测遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度d＝____________ mm.
(2)实验过程中____________满足M远大于m(填“需要”或“不需要”).
(3)实验主要步骤如下：
①测量小车、传感器及遮光条的总质量M，测量两遮光条的距离L；按图甲正确连接器材.
②由静止释放小车，小车在细线拉动下运动，记录传感器的示数F及遮光条A、B 经过光电门的挡光时间tA和tB，则验证动能定理的表达式为____________.(用字母M、F、L、d、tA、tB表示)
答案 (1)0.400(0.399～0.401均给分)
(2)不需要
(3) FL＝(－)
解析 (1)根据螺旋测微器的读数规则，遮光条的宽度d＝0.400 mm.
(2)由于实验中小车的力由力传感器测出，所以无需M远大于m.
(3)遮光条通过光电门时的速度用遮光条的宽度除以相应的挡光时间得出，即vA＝，vB＝.由动能定理，可得FL＝Mv－Mv＝M()2－M()2＝(－)，即验证动能定理的表达式为FL＝(－).
23.(10分)小王和小李两同学分别用电阻箱、电压表测量不同电源的电动势和内阻.
(1)小王所测电源的内电阻r1较小，因此他在电路中接入了一个阻值为2.0 Ω的定值电阻R0，所用电路如图9所示.
图9
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①请用笔画线代替导线将图10所示器材连接成完整的实验电路
图10
②闭合开关S，调整电阻箱的阻值R，读出电压表相应的示数U，得到了一组U、R数据.为了比较准确地得出实验结论，小王同学准备用直线图象来处理实验数据，图象的纵坐标表示电压表读数U，则图象的横坐标表示的物理量应该是____________.
(2)小李同学所测电源的电动势E2约为9 V，内阻r2为35～55 Ω，允许通过的最大电流为50 mA.小李同学所用电路如图11所示，图中电阻箱R的阻值范围为0～9 999 Ω.
图11
①电路中R0为保护电阻.实验室中备有以下几种规格的定值电阻，本实验中应选用_______.
A.20 Ω，125 mA B.50 Ω，20 mA
C.150 Ω，60 mA D.1500 Ω，5 mA
②实验中通过调节电阻箱的阻值，记录电阻箱的阻值R及相应的电压表的示数U，根据测得的多组数据，作出－图线，图线的纵轴截距为a，图线的斜率为b，则电源的电动势E2＝__________，内阻r2＝________.
答案 (1) ①如图所示
② (2)①C ②
解析 (1)①根据电路图，实物图连接如图所示
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②根据欧姆定律可知：E1＝U＋(R0＋r1)，可得U＝E1－(R0＋r1)，故横坐标为.
(2)①电路最小总电阻约为R min＝ Ω＝180 Ω，为保护电路安全，保护电阻应选C；
②在闭合电路中，电源电动势为E2＝U＋Ir2＝U＋r2，则＝·＋，则－图象是直线，纵轴截距a＝，得E2＝，斜率b＝，得r2＝.
24.(14分)如图12所示，某货场需将质量m1＝50 kg的货物(可视为质点)从高处运送至地面，为避免货物与地面发生撞击，现利用光滑倾斜轨道SP、竖直面内弧形光滑轨道PQ，使货物由倾斜轨道顶端距底端高度h＝1 m处无初速度滑下.两轨道相切于P点， 倾斜轨道与水平面夹角为θ＝60°， 弧形轨道半径R＝2 m，末端切线水平.地面上紧靠轨道依次排放两块完全相同的木板A、B，长度均为l＝4 m，质量均为m2＝50 kg，木板上表面与弧形轨道末端Q相切.货物与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数μ2＝0.12.(不考虑货物与各轨道相接处能量损失，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取g＝10 m/s2)
图12
(1)求货物到达弧形轨道始、末端时对轨道的压力.
(2)若货物滑上木板A时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，求μ1应满足的条件.
(3)若μ1＝0.30，求货物滑上木板后与木板系统所能产生的热量.
答案 (1)750 N，方向垂直于斜面SP斜向下和1 500 N，方向竖直向下 (2)0.24＜μ1≤0.36 (3)933.3 J
解析 (1)设货物滑到弧形轨道始、末端时的速度分别为vP、vQ，对货物的下滑过程中根据机械能守恒定律得：m1gh＝m1v
m1g[h＋R(1－cos 60°)]＝m1v
设货物滑到弧形轨道始、末端所受支持力的大小分别为FNP、FNQ，根据牛顿第二定律得：
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FNP－m1gcos 60°＝m1
FNQ－m1g＝m1
联立以上各式并代入数据得
FNP＝750 N FNQ＝1 500 N
根据牛顿第三定律，货物到达弧形轨道始、末端时对轨道的压力大小分别为750 N，方向垂直于斜面SP斜向下和1 500 N，方向竖直向下.
(2)若滑上木板A时，木板不动，由受力分析得： μ1m1g≤μ2(m1＋2m2)g
若滑上木板B时，木板B开始滑动，由受力分析得：μ1m1g＞μ2(m1＋m2)g
联立并代入数据得0.24＜μ1≤0.36.
(3)μ1＝0.3，由上问可知，货物在木板A上滑动时，木板不动，设货物在木板A上做减速运动时的加速度大小为a1，由牛顿第二定律得μ1m1g＝m1a1
设货物滑到木板A末端时的速度为v1，由运动学公式得：v－v＝－2a1l
联立并代入数据得v1＝4 m/s
货物滑过木板A系统产生的热量Q1＝μ1m1gl＝600 J
设货物滑上木板B经过时间t，货物与木板B达到共同速度v2，木板B的加速度为a2，由运动学公式和牛顿第二定律，有：v2＝a2t
v2＝ v1－a1t
μ1m1g－μ2(m1＋m2)g＝m2a2
木板运动位移x2＝t
货物运动位移x1＝t
货物相对木板B位移Δx＝x1－x2
联立以上各式并代入数据得：Δx＝ m
Δx＜l＝4 m，可见：货物与木板B达到共同速度后，由于μ1＞μ2，故两者整体在水平面做匀减速运动直至停止，
货物与木板B系统产生的热量Q2＝μ1m1gΔx＝ J
货物滑上木板系统所产生的热量Q＝Q1＋Q2＝ J≈933.3 J
25.(18分)如图13所示，在平面直角坐标系内，第一象限的等腰三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，y＜0的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场.一质量为m，电荷量为q的带电粒子从电场中Q(－2h，－h)点以速度v0水平向右射出，经坐标原点O射入第一象限，最后以垂直于PN的方向射出磁场.已知MN平行于x轴，N点的坐标为(2h,2h
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)，不计粒子的重力，求：
图13
(1)电场强度的大小；
(2)磁感应强度的大小B；
(3)粒子在磁场中的运动时间.
答案 (1) (2) (3)
解析 (1)由几何关系可知粒子在匀强电场中水平位移为2h，竖直方向的距离为h，由平抛运动规律及牛顿运动定律得：
2h＝v0t
h＝at2
由牛顿运动定律可知：
Eq＝ma
联立解得：E＝；
(2)粒子到达O点，沿＋y方向的分速度
vy＝at＝·＝v0；
速度与x轴正方向的夹角α满足tan α＝＝1，α＝45°
粒子从MP的中点垂直于MP进入磁场，垂直于NP射出磁场，粒子在磁场中的速度v＝v0；
轨道半径R＝h
由Bqv＝m得；
B＝.
(3)由题意得，带电粒子在磁场中转过的角度为45°，故运动时间t＝T＝·＝
三、选做题(请从两道题中任选一题作答，每小题15分，如果多做，则按所做的第一题计分)
33.(1)(5分)下列说法正确的是( )
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A.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，仅与单位体积内的分子数有关
B.一定质量的理想气体保持压强不变时，气体分子的热运动可能变得更剧烈
C.因为布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的运动，所以布朗运动的剧烈程度与自身体积有关，而与液体的温度无关
D.一定温度下，水的饱和汽压是一定的
E.一定质量的理想气体的内能只与温度有关
(2)(10分)如图14所示，两个壁厚可忽略的圆柱形金属筒A和B套在一起，底部到顶部的高度为18 cm，两者横截面积相等，光滑接触且不漏气.将A用绳系于天花板上，用一块绝热板托住B，使它们内部密封的气体压强与外界大气压相同，均为1.0×105 Pa，然后缓慢松开绝热板，让B下沉，当B下沉了2 cm时，停止下沉并处于静止状态.求：
图14
(i)此时金属筒内气体的压强.
(ii)若当时的温度为27 ℃，欲使下沉后的套筒恢复到原来位置，应将气体的温度变为多少℃.
答案 (1)BDE (2)(i)0.9×105 Pa (ii)－3 ℃
解析 答案 BDE
解析 (1)气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内分子数和气体的温度有关，故A错误；保持压强不变时，根据理想气体状态方程＝C，若体积增加，则温度升高，分子热运动变得剧烈，故B正确；布朗运动的剧烈程度与悬浮颗粒的大小有关，是由于颗粒越大，分子碰撞的不平衡性越不明显；同时也与液体的温度有关，故C错误；饱和汽压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温度；所以一定温度下饱和汽压是一定值，故D正确；一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大，E正确.
(2)(i)设金属筒横截面积为S(cm2)，p1＝1.0×105 Pa，V1＝18S cm3，V2＝20S cm3
根据玻意耳定律，p1V1＝p2V2，
p2＝＝ Pa＝0.9×105 Pa
(ii)V2＝20S cm3，T2＝300 K，V3＝18S cm3，
根据盖－吕萨克定律得到，＝，T3＝＝ K＝270 K，
t＝－3 ℃.
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34.(1)(5分)图15(a)为一列简谐横波在t＝0.1 s时刻的波形图，P是平衡位置为x＝1 m处的质点，Q是平衡位置为x＝4 m处的质点，图(b)为质点Q的振动图象，则下列说法正确的是( )
图15
A.该波的周期是0.1 s
B.该波的传播速度为40 m/s
C.该波沿x轴的负方向传播
D.t＝0.1 s时，质点Q的速度方向向下
E.从t＝0.1 s到 t＝0.25 s，质点P通过的路程为30 cm
(2)(10分)如图16甲所示是由透明材料制成的半圆柱体，一束细光束由真空沿着径向与AB成θ角射入后对射出的折射光线的强度进行记录，发现它随着θ角的变化而变化，变化关系如图乙所示，如图丙所示是这种材料制成的玻璃砖，左侧是半径为R的半圆，右侧是长为4R，宽为2R的长方形，一束单色光从左侧A′点沿半径方向与长边成45°角射入玻璃砖，求：
图16
①该透明材料的折射率；
②光线在玻璃砖中传播的总时间；(光在空气中的传播速度为c)
答案 (1)BCD (2)① ②
解析 (1)由振动图象可知，该波的周期是0.2 s，选项A错误；该波的传播速度为v＝＝ m
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/s＝40 m/s，选项B正确；由振动图线可知，t＝0.1 s时刻，Q点的振动方向向下，可知该波沿x轴的负方向传播，选项C、D正确；从t＝0.1 s到 t＝0.25 s，经历的时间为0.15 s＝0.75 T，质点P不是从平衡位置(或者波峰、波谷)开始振动，故通过的路程小于3A＝30 cm，选项E错误；故选B、C、D.
(2)①由图乙可知，θ＝45°时，折射光线开始出现，说明此时对应的入射角应是发生全反射的临界角，即：C＝90°－45°＝45°，根据全反射临界角公式为：
n＝＝
②因为临界角是45°，光线在玻璃砖中刚好发生5次全反射，光路图如图所示，则光程为：
L＝(2＋8)R
光在玻璃砖中的传播速度为：
v＝＝
光在玻璃砖中传播的时间：
t＝＝.
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