2023年高考押题预测卷03(全国乙卷)物理试题及答案
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2023年高考押题预测卷03【全国乙卷】
物理
(考试时间:55分钟 试卷满分:110分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。
写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷
二、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14~18题只有一项符合题目要
求,第19~21题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分。
14.如图所示,两根长度相同的细线悬挂两个相同的小球,小球在水平面上做角速度相同的匀速圆周运动,
已知两细线与竖直方向的夹角分别为α和β,设上下两根细线的拉力分别为T 1、T 2,则1
2
T T 为( )
A .
2cos cos β
α
B .
2cos cos α
β
C .
2sin sin α
β
D .
2sin sin β
α
15.巴耳末系是指氢原子从3,4,5,n ⋅⋅⋅能级跃迁到n =2能级时发出的光谱线系,如图甲所示。
图乙中给出了巴耳末谱线对应的波长。
已知可见光的能量在1.64eV ~3.10eV 之间,普朗克常量346.6310J s h −=×⋅,则下列说法正确的是( )
A .H α谱线对应光子的能量大于H β谱线对应光子的能量
B .属于巴耳末系的H α、H β、H γ、H δ谱线均属于可见光
C .H δ谱线的光子照射极限频率为1410.9510Hz ×的钨时,能发生光电效应现象
D .大量处于4n =能级的氢原子向基态跃迁的过程中,可辐射出3种处于巴耳末系的光子
16.北斗卫星导航系统由地球同步静止轨道卫星a 、与地球自转周期相同的倾斜地球同步轨道卫星b ,以及比它们轨道低一些的轨道卫星c 组成,它们均为圆轨道卫星。
若轨道卫星c 与地球同步静止轨道卫星a 在同一平面内同向旋转,已知卫星c 的轨道半径为r ,同步卫星轨道半径为4r ,地球自转周期为T ,万有引力常
量为G ,下列说法正确的是( )
A .卫星a 的发射速度大于地球第一宇宙速度,轨道运行速度小于地球第一宇宙速度
B .卫星a 与卫星b 具有相同的机械能
C .地球的质量为
23
2
4r GT π D .卫星a 与卫星c 周期之比为8∶1,某时刻两者相距最近,则经过8
T
后,两者再次相距最近
17.如图甲所示,用瓦片做屋顶是我国建筑的特色之一。
铺设瓦片时,屋顶结构简化图如图乙所示,建筑工人将瓦片轻放在两根相互平行倾角为θ的檩条正中间,此时瓦片能静止在檩条上。
已知檩条间距离为d ,以下说法正确的是( )
A .瓦片总共受到4个力的作用
B .适当减小檩条间的距离d 时,瓦片与檩条间的弹力增大
C .适当减小檩条间的距离d 时,瓦片可能会下滑
D .适当增大檩条间的距离d 时,瓦片与檩条间的摩擦力增大
18.如图所示,由粗细均匀的金属导线围成的一个正六边形线框abcdef ,它的六个顶点均位于一个半径为R 的圆形区域的边界上,be 为圆形区域的一条直径,be 上方和下方分别存在方向相反的匀强磁场,磁场方向垂直于圆形区域,be 上方磁感应强度大小为2B ,下方磁感应强度为B 。
现给线框接入从a 点流入、从f 点流出的大小为I 的恒定电流,则金属线框受到的安培力的大小为( )
A .
3
BIR
B .
23
BIR
C .BIR
D .0
19.如图所示,轧钢厂的热轧机上可以安装射线测厚仪,仪器探测到的射线强度与钢板的厚度有关。
已知某车间采用放射性同位素铢-192作为放射源,其化学符号是Ir ,原子序数是77,通过β衰变放出γ射线,产生新核X ,半衰期为74天,适合透照钢板厚度10-100mm ,已知钢板厚度标准为30mm ,下列说法正确的是( )
A .放射性同位素发生衰变时,不遵循质量数守恒
B .上述衰变方程为19277Ir →19278X +0
1e −
C .若有2.0g 铢-192,经过148天有1.0g 衰变
D .若探测器得到的射线变强时,说明钢板厚度小于30mm ,应当增大热轧机两轮之间的厚度间隙
20.如图所示,电荷量分别为Q +、4Q +的点电荷分别固定在间距为L 的A 、B 两点,以A 、B 两点连线的
中点O 为圆心、6
L
为半径作圆,与A 、B 两点连线和A 、B 两点连线的中垂线相交于a 、c 、b 、d 四点,已
知静电力常量为k ,下列说法正确的是( )
A .O 点的电场强度大小为
2
12kQ
L B .c 点的电场强度为O 点电场强度的9
4
倍
C .b 点的电势大于d 点的电势
D .同一负电荷在c 点时的电势能小于在d 点时的电势能
21.如图所示,在直角坐标系xOy 的第一象限内存在磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场,在y 轴上S 处有一粒子源,它可向右侧纸面内各个方向射出速率相等的质量均为m 、电荷量均为q 的同种带
电粒子,所有粒子射出磁场时离S 最远的位置是x 轴上的P 点。
已知OP =,粒子带负电,粒子所受重力及粒子间的相互作用均不计,则( )
A .粒子的速度大小为
qBd
m
B .从x 轴上射出磁场的粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之比为3:2
C .沿平行x 轴正方向射入的粒子离开磁场时的位置到O 点的距离为3
2
d
D .从O 点射出的粒子在磁场中的运动时间为
3m
qB
π
第Ⅱ卷
三、非选择题:本卷包括必考题和选考题两部分。
第22~25题为必考题,每个试题考生都必须作答。
第33~34
题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题(共47分) 22.(6分)某实验小组为验证系统机械能守恒,设计了如图所示的装置,实验过程如下:
(1)用螺旋测微器测量砝码上端固定的遮光片厚度时,螺旋测微器示数如图乙所示,则d =____________mm ,测得砝码和遮光片总质量0.026kg m =;
(2)按图甲安装实验器材并调试,确保砝码竖直上下振动时,遮光片运动最高点高于光电门1的激光孔,运动最低点低于光电门2的激光孔;
(3)实验时,利用计算机记录弹簧拉伸量x 及力传感器的读数F ,画出F -x 图像,如图丙所示;
(4)测量遮光片经过光电门1的挡光时间10.0051s t =,弹簧的拉伸量10.04m x =,经过光电门2的挡光时间20.0102s t =,弹簧的拉伸量20.08m x =,以及两个光电门激光孔之间的距离0.04m h =;
(5)遮光片从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的增加量P E =____________J ,系统动能的减
少量k E =____________J (结果保留三位有效数字,210m /s g =)
,实验表明在误差允许范围内系统机械能守恒。
23.(9分)某物理实验小组在整理器材时发现一多用电表,欧姆档能正常工作。
小明设计实验,测多用电
表“1×”欧姆档正常工作时,
内置电源的电动势E 和“1×”欧姆档电阻ΩR ;小明发现“1×”欧姆档电阻约为14Ω。
用到的实验器材如下:
电压表:量程1V ,内阻V 1k ΩR = 定值电阻11k ΩR =
滑动变阻器2R :0~50Ω 滑动变阻器3R :0~500Ω
设计电路如图所示,实验过程如下:
(1)滑动变阻器应选用_______。
(2)红表笔应接电路_______插孔(选填“a ”或“b ”),红黑表笔短接,进行欧姆调零。
(3)多次调节滑动变阻器P 的位置,测得多组电压表示数U 和欧姆表示数R 。
某次电压表示数如图所示,则滑动变阻器上的电压为_______V 。
(4)根据实验数据,作出
11
U R
−图像如图所示,则E =_______V ,ΩR =_______Ω。
(保留3位有效数字)
(5)小明把实验室里的另一刻度模糊的多用电表调到“100×”欧姆档,完成欧姆调零后直接把电压表(内阻
V 1k ΩR =)接红黑表笔两端,欧姆表指针偏转3
5
,则多用电表“100×”欧姆档的内阻为______Ω。
24.(14分)如图所示,间距L=1m 的两平行光滑金属导轨,x 轴平行导轨,y 轴垂直导轨。
在x =0位置左侧有一宽度为d=0.1m 的光滑绝缘薄层(包括x =0处),隔开左右两部分电路。
在导轨间存在磁场,y 轴左侧磁场大小为B 1=2T 方向垂直纸面向外,y 右侧磁场大小为B 2,且满足B 2=0.5x (T )变化,方向垂直纸面向外,在两轨道中x 轴为坐标为x 2=-0.5m 的位置存在一个弹性装置,金属棒与弹性装置碰撞时瞬间等速弹回,导轨右侧的恒流源始终为电路提供恒定的电流I=8A (方向如图中箭头所示),导轨左侧接一阻值为R 1=3Ω的电阻。
阻值为R=1Ω质量为m=1kg 的金属棒a 垂直导轨静止于x =0处,与金属棒a 完全相同的金属棒b 垂直导轨静止于x 1=0.5m 处,金属棒a 与金属棒b 发生弹性碰撞。
忽略一切阻力,已知弹簧振子周期公式
2T =m 为振子质量,k 为回复力系数。
求:
(1)金属棒b 第一次与金属棒a 碰撞时的速度;
(2)试定性画出金属棒a 的I -t 图像(对时间轴数值不做要求); (3)金属棒a 最终停下位置和整个过程装置产生的焦耳热。
25.(18分)应用恰当的方法可以对一些问题进行深入分析,比如,研究一般的曲线运动时,可以把这条曲线分割为许多很短的小段,每小段都可以看作圆周运动的一部分,此圆的半径就是曲线在该点的曲率半径p ,用来描述这一点的弯曲程度,如图甲所示,这样,在分析质点经过曲线上某位置的运动时,就可以采用圆周运动的分析方法来处理。
如图乙所示,有人设计了一个光滑的抛物线形轨道,位于平面直角坐标系xOy 的第二象限内,末端恰好位于坐标原点O ,且切线沿水平方向,质量为m 的小滑块从轨道上的A 点由静止开始下滑,滑到轨道末端时速度大小为0v ,轨道对其支持力大小为2mg ,之后小滑块离开轨道做平抛运动。
已知轨道曲线与小滑块做平抛运动的轨迹关于坐标原点O 对称,重力加速度为g 。
(1)求轨道末端的曲率半径0ρ;
(2)小滑块做平抛运动时经过B 点(图中未出),若由A 点运动到O 点与由O 点运动到B 点经过相同路程,用1p ∆表示小滑块由A 点运动到O 点过程的动量变化量,用2p ∆表示小滑块由O 点运动到B 点过程的动量变化量,通过分析比较1p ∆与2p ∆的大小;
(3)轨道上的C 点距x 轴的距离为C h ,求小滑块经过C 点时受到的支持力大小C F 。
(二)选考题:共15分。
请考生从2道物理题中任选一题作答。
如果多做,则按所做的第一题计分。
33.[物理——选修3–3](15分)
(1)(6分)一定量的理想气体从状态a 经状态b 变化到状态c ,其过程如T V −图上的两条线段所示,则气体在( )
A .状态a 处的压强大于状态c 处的压强
B .由a 变化到b 的过程中,气体对外做功
C .由b 变化到c 的过程中,气体的压强不变
D .由a 变化到b 的过程中,气体从外界吸热
E .由a 变化到b 的过程中,从外界吸收的热量等于其增加的内能
(2)(9分)气压式升降椅质量安全问题日渐引起媒体及公众的关注。
气压式升降椅通过气缸上下运动来调节椅子升降,其结构如图乙所示。
圆柱形气缸与椅面固定在一起,其质量8kg m =。
与底座固定的横截面积为240cm S =的柱状气缸杆,在气缸中封闭了长度为20cm L =的理想气体。
气缸气密性、导热性能良好,忽
略摩擦力。
已知室内温度1308K T =,大气压强为50
1.010Pa p =×,重力加速度为210m /s g =,求: (1)质量72kg M =
(2)在(1)情况下,由于开空调室内气温缓慢降至2300.3K T =,该过程外界对封闭气体所做的功。
34.[物理——选修3–4](15分) (1)(6分)一列简谐横波在均匀介质中沿x 轴传播,图甲为1s t =时的波形图,质点a 为平衡位置在15m
0.2x =处的质点,质点b 为平衡位置在22m x =处的质点, 图乙为质点b 的振动图像。
下列说法正确的是( )
A.该波沿+x正方向转播
B.该波沿—x负方向传播
t=到1.75s,质点a通过路程为4m
C.从1s
t=到1.75s,质点a通过路程为(4+)m
D.从1s
E.波的传播速度为1m/s
(2)(9分)如图所示,用某种透明材料制成的一个横截面为半圆的棱镜,其横截面半径为R,在棱镜上方
R处放置了一块平面镜.一束光从底面A点垂直于底面入射,进入棱镜后在圆弧上B点同时形成了反射光a和折射光b,AB直线与过B点的半径夹角为45°,若把反射光a 到达圆弧上的点标记为C点(图中未画出),且折射光b经平面镜一次反射之后恰好也能到达C点,已知光
在真空中的传播速度为c,sin75°cos75°tan752
°=+
(1)该透明材料的折射率n;
(2)反射光a和折射光b到达C点的时间差Δt。
2023年高考押题预测卷03【全国乙卷】
物理·参考答案
14 15 16 17 18 19 20 21 A
B
A
C
D
BD
AD
AD
14.【答案】A
15.【答案】B
16.【答案】A
17.【答案】C
18.【答案】D
19.【答案】BD
20.【答案】AD
【解析】A .根据题意,由点电荷场强公式可得,电荷量为Q +的点电荷在O 点产生的电场
强度方向水平向右,大小12
242kQ kQ
E L L ==
,电荷量为4Q +的点电荷在O 点产生的电场强度方向水平向左,大小22
24162kQ kQ
E L L ==
,所以O 点的电场强度方向水平向左,大小21212O kQ
E E E L
=−=,故A 正确;根据题意,由点电荷场强公式可得,电荷量为Q +的点电
荷在c 点产生的电场强度方向水平向右,大小12
29423c kQ kQ
E L L ==
,电荷量为4Q +的点电荷在c 点产生的电场强度方向水平向左,大小22
24363c kQ kQ
E L L ==
,所以c 点的电场强度方向水平向左,大小21
2
1354c c c kQ
E E E L =−=,所以是04516c E E = 故B 错误;由电场的对称性可知,b 点和d 点的电势相等,故C 错误;电荷量为Q +的点电
荷在a 点产生的电场强度方向水平向右,大小12
293a kQ kQ
E L L ==
,电荷量为4Q +的点电荷在a 点产生的电场强度方向水平向左,大小22
24923a kQ kQ
E L L ==
,所以a 点的电场强度大小210a a a E E E =−=,从c 点到O 点间的电场强度方向水平向左,所以负电荷从c 点移动到O 点过程中电场力水平向右,此过程中电场力做负功,从O 点到d 点过程中负电荷受到的电场力斜向下,此过程中电场力做负功。
所以从c 点到O 点再到d 点过程中电场力一直做负功,电势能增大,故D 正确。
故选AD 。
21.【答案】AD
【解析】
根据几何关系可得2SP d ,所有粒子射出磁场时离S 最远的位置是
x 轴上的P 点,可知粒子做圆周运动的半径r 满足2
2r SP d ==,可得r d =,根据洛伦兹力提供向心力可得2
v qvB m r
=,解得qBd v m =,故A 正确;从x 轴上射出磁场的粒子中,沿y 轴正
方向射出的粒子在磁场中运动的时间最长,从O 点射出的粒子时间最短,运动轨迹如图所示
根据几何关系,粒子在磁场中做圆周运动的圆心角分别为32πα=
,3
π
θ=,从x 轴上射出磁场的粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之比为max min
9
222T
t t T ααπθθπ
===,故B 错误;沿平行
x 轴正方向射入的粒子,其圆心在O 点,离开磁场时的位置到O 点的距离为r ,即沿平行x
轴正方向射入的粒子离开磁场时的位置到O 点的距离为d ,故C 错误;从O 点射出的粒子
轨迹如图所示,对应的圆心角为3
π
θ=,从O 点射出的粒子在磁场中的运动时间为
3r
m
t
v qB
θπ==,故D 正确。
故选AD 。
第Ⅱ卷
三、非选择题:本卷包括必考题和选考题两部分。
第22~25题为必考题,每个试题考生都必
须作答。
第33~34题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题(共47分) 22.(6分) 【答案】(1) 2.040 (5)31.6010−× 31.5610−× 【解析】(1)螺旋测微器的分度值为0.01mm ,则遮光片厚度为d =2mm+4.0×0.01mm=2.040mm (5)[2][3]遮光片从光电门1运动到光电门2的过程中, 弹性势能增加量
1
0.20.40.04J 0.012J 2
p E +=×= 重力势能减小量2
21()0.0104J p E mg x x =−=
系统势能的增加量123
J 1.6010p p p E E E −=−=×
通过光电门的速度d
v t
=
系统动能的减少量22
12
311()()2102 1.56k d d E m m t t −=×−=
23.(9分)
【答案】 (1) 滑动变阻器2R (2)b (3) 1.20 (4)1.54 13.5 (5) 1500 【解析】(1)“1×”欧姆档电阻约为14Ω,滑动变阻器2R 的最大阻值与“1×”欧姆档电阻相对接近,所以滑动变阻器选用2R 。
(2)“红进黑出”,由内置电源的正负极可知红表笔应接电路b 插孔。
(3)电压表的示数为0.60V ,电阻1R 与电压表串联,且两者电阻相等,所以电阻1R 两端的电压也为0.60V ,所以滑动变阻器上的电压为1V 1.20V R U U U =+=滑。
(4) 滑动变阻器2R 阻值远小于电压表和1R 的阻值,由并联电路知识知
P P
P
P
P 2000200012000
R R R R R R ==≈++并 欧姆表示数R 即为R 并,所以P R R ≈,由闭合回路欧姆定律可得ΩΩP 2222U U E U R U R R R
=
+=+,转化为Ω212
R U ER E =+,结合图像可得2 1.3E =,Ω2352
R k E ==,解得20V=1.54V 13E =
,ΩΩ17513
Ω13.5R ==
(5) 假设“100×”欧姆档欧姆调零时对应电流值为I ,则E I R =内,V 35
E I R R =+内,解得1500ΩR =内。
24.(14分)
【答案】(1)01m/s v =;(2)见解析;(3)最后停在y 轴左侧0.3m 处,
()480.5J Q π=+
【详解】(1)对b 棒受力分析可得24F B IL
x ==安 说明b 棒应该以y 轴为平衡位置做简谐振动,金属棒b 从开始位置到y 轴的过程,根据F x
−安图像可得2
1140.5J 2
W x =×=
安 又该过程根据动能定理有2
012
W mv =安
解得01m/s v =
(2)由于a 、b 质量相等,故两棒发生完全弹性碰撞,二者交换速度,所以a 棒获得的速度11m/s v =
此时回路电流为
11
11
0.5A B Lv I R R ==+ 之后a 棒减速运动与弹性装置碰撞,设a 棒碰撞弹性装置的速度2v ,有()2212211
B L x d mv mv R R −−=−+
解得20.6m/s v =
此时回路电流为
12
21
0.3A B Lv I R R ==+ 与弹性装置碰撞原速返回后继续减速运动,有()
22121
32B L x d mv mv R R −−
=−+ 解得a 棒重新回到y 轴速度30.2m/s v =
此时回路电流为
13
31
0.1A B Lv I R R ==+ 然后与再b 棒弹性碰撞。
对a 棒多次动量定理的总和关系为22111
0B L x mv R R −
=−+总
解得1m x =总
绝缘薄层到弹性装置距离0.4m ,故a 棒在2x
区域内运动3次。
图像如下:
(3)a 棒在磁场中运动根据动量定理有22
12111
B L mv mv B ILt x R R −=
−=−+ 解得21v x =−
安培力2212
21B L v F v x R
===−
符合弹簧振子的性质,所以2T π
因为a 棒减速运动的总位移1m x =总,故最后停在y 轴左侧0.3m 处。
则有
2
2201324Q mv I R T
=+
解得()480.5J Q π=+
25.(18分)
【答案】(1)2
00v g ρ=;(2)1Δp 与2Δp 的大小相等;(3)()
3
03
22
022C C
mgv F v gh =
+
【解析】(1)小滑块运动到O 点时,根据牛顿第二定律20
mv F mg ρ−=
解得2
0v g
ρ=
(2)设A 点距x 轴的距离为A h ,小滑块由A 点运动到O 点的过程中10Δp mv =
根据动能定理2
012
A mgh mv =
小滑块由O 点运动到达B 点过程中,下落距离也为A h ,则2
12
A h gt =
根据动量定理2Δp mgt = 解得20Δp mv =
因此,1Δp 与2Δp 的大小相等。
(3)如图所示,小滑块经过C 点时受到重力、支持力作用,C 点处的曲率半径为ρ
根据牛顿第二定律有2cos C C v F mg m θρ
−=
从C 点运动到O 点过程中根据动能定理有22
01122
C
C mgh mv mv =− 由于轨道曲线与平抛轨迹关于坐标原点O 对称,所以在平抛轨迹上有对称点
D ,其曲率半
径为ρ,距x 轴的距离为C h 。
小滑块运动到D 点时速度为D v ,在D 点时2cos D
v mg m θρ
=,
0cos D
v
v θ=
从O 点运动到D 点过程中根据动能定理有22
01122
C
D mgh mv mv =− 联立可得()3
32
2022C C mgv F v gh =+
(二)选考题:共15分。
请考生从2道物理题中任选一题作答。
如果多做,则按所做的第一题计分。
33.[物理——选修3–3](15分) (1)(6分) 【答案】ABD
【解析】根据理想气体状态方程可知p
T V nR =⋅,即T V −图像的斜率为p nR
,故有a
b c p p p => 故A 正确,C 错误;理想气体由a 变化到b 的过程中,因体积增大,则气体对外做功,故B 正确;
DE .理想气体由a 变化到b 的过程中,温度升高,则内能增大,由热力学第一定律有U Q W ∆=+
而0U ∆>,0W <,则有U Q W ∆=−,可得0Q >,Q U >∆,即气体从外界吸热,且从外界吸收的热量大于其增加的内能,故D 正确,E 错误;故选ABD 。
(2)(9分)
【答案】(1)Δ12cm h =;
(2) 2.4J W = 【解析】(1)初始状态时,以圆柱形气缸与椅面整体为研究对象,根据受力平衡可得01mg p S p S +=
解得51
1.210Pa p =×
质量72kg M =的人,脚悬空坐在椅面上,稳定后,根据受力平衡可得02()M m g p S p S ++=
解得5
2310Pa p =×
设稳定后缸内气体柱长度为L ′,根据玻意耳定律可得12p LS p L S ′= 解得8cm L ′=
则椅面下降了Δ20cm 8cm 12cm h L L =−=−=′
(2)在(1)情况下,由于开空调室内气温缓慢降至2300.3K T =,该过程气体发生等压变
化,则有12
L S L S
T T ′′′= 解得室内气温缓慢降至2300.3K T =时,气体柱长度为7.8cm L ′′= 外界对封闭气体所做的功为()()0W p S Mg mg L L ++−′′′
解得 2.4J W =
34.[物理——选修3–4](15分) (1)(6分) 【答案】ADE
【解析】1s t =时,由图乙可知质点b 沿 y 轴负方向运动,由图甲中b 的位置可判断出波沿x 轴正方向传播,故A 正确,B 错误;由图乙可知周期为2s T =,从1s t =,到1.75s ,经过的
时间为38
T
,振幅4m A =
故质点a
通过路程为(4m A A =+,
故C 错误,D 正确; 由图甲可知波长2m λ=,所以波速为1m/s v
T
λ
==,故E 正确。
故选ADE 。
(2)(9分)
【答案】(1
;(2
【解析】(1)光路图如图
由题意45r =
° 根据几何关系75i =
°
该介质的折射率为sin sin
i
n
r
==(2
+解得R =
反射光从B 点到C
点经历的时间是1
BC s t v
=
=。