2020届湖北省宜昌市高三上学期1月理综物理试题(附带详细解析)

……○…………学校:
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___
_
_
__
_姓…
…
○
…
…
…
…
绝密★启用前 2020届湖北省宜昌市高三上学期1月理综物理试题 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上
第I 卷（选择题) 请点击修改第I 卷的文字说明 一、单选题 1．下列说法正确的是（ ） A ．“光电效应”现象表明光具有波动性 B ．电子的发现揭示了原子不是构成物质的最小微粒 C ．天然放射现象表明原子可以再分 D ．卢瑟福根据“ 粒子散射”实验建立原子结构“枣糕模型” 2．我国对“一带一路”沿线国家免费发送风云系列气象卫星数据，其中风云三号为极地卫星，轨道与赤道平面垂直且通过地球两极上空，每绕地球一圈完成一次全球监测，该卫星从北极正上方A 点，按图所示方向第一次运动到南极正上方B 点时间约为1h ，风云四号为地球同步卫星。

则下列说法正确的是（ ） A ．“风云三号”比“风云四号”线速度小 B ．“风云三号”比“风云四号”周期大 C ．“风云三号”比“风云四号”加速度小 D ．在同一时刻，“风云三号”能够监测到的地表范围比“风云四号”小 3．Q 1、Q 2为两个固定的点电荷，a 、b 、c 三点在它们连线的延长线上，以a 点为坐标原点，沿延长线建立x 轴，其φ-x 图象如图所示。

下列说法正确的是（ ）
外…………○……………订…………………○……※订※※线※※内※※答※※题※※内…………○……………订…………………○…… A ．Q 1的电荷量小于Q 2的电荷量 B ．Q 1、Q 2带同种电荷 C ．Q 2带负电 D ．b 点电场强度最大 4．从0t =时刻开始，物块在外力作用下由静止开始沿x 轴做匀变速直线运动，其位移和速率的二次方的关系图线如图所示。

下列说法正确的是（ ）
A ．2s t =时物块位于1m x =-处
B ．物块运动的加速度21m/s a =
C ．0t =时刻物块位于0x =处
D ．物块从2s 末至4s 末的平均速度大小为1
2
5．如图所示，细绳一端固定在A 点，跨过与A 等高的光滑定滑轮B 后在另一端悬挂一个沙桶Q 。

现有另一个沙桶P 通过光滑挂钩挂在AB 之间，稳定后挂钩下降至C 点，∠ACB=120°，下列说法正确的是
A ．若只增加Q 桶的沙子，再次平衡后C 点位置不变
B ．若只增加P 桶的沙子，再次平衡后
C 点位置不变
C ．若在两桶内增加相同质量的沙子，再次平衡后C 点位置不变
D ．若在两桶内增加相同质量的沙子，再次平衡后沙桶Q 位置上升
装…………○……………线…姓名：___
_
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_
_班级：__
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_
装
…
…
…
…○
…
…
…
……线…二、多选题 6．如图所示，从地面上同一位置抛出质量相同的A 、B 两球，分别落在地面上的M 、N 点，两球运动的最大高度相同，空气阻力不计，则（ ） A ．B 的加速度比A 的大 B ．B 在最高点的速度比A 在最高点的速度大 C ．B 的飞行时间比A 的长 D ．两球落地时重力的瞬时功率相同 7．著名物理学家费曼设计了一个如图所示实验，用一轻绳悬挂一圆形轻质绝缘板，板的四周固定一些带正电的轻质小球，在圆形绝缘板正上方用支架（图中未画出）固定一个线圈，线圈与电源、开关构成回路，线圈与轻绳、圆板无接触。

则下列说法正确的是（ ） A ．在闭合开关瞬间，圆板静止不动 B ．在闭合开关瞬间，圆板逆时针转动（自上而下看） C ．不管板上小球的电性如何，开关闭合瞬间，圆板转动方向相同 D ．开关断开瞬间与开关闭合瞬间圆板转动方向相反 8．在某高空杂技类节目现场下方放置有一弹簧垫，此弹簧垫可视为质量为m 的木板，与两相同直立轻弹簧的上端相连，静止时弹簧的压缩量为h ，如图所示。

某同学为了测试弹簧垫的性能，将一质量为0.5m 的物体从距木板上方6h 的O 点由静止释放，物体与木板碰撞后，一起向下运动，到达最低点后又向上运动，它们恰能回到A 点，空气阻力、木板厚度、物体大小忽略不计，重力加速度大小为g ，则下列说法正确的是（ ）
………○……………线…………○……※※请※※不※………○……………线…………○…… A ．整个过程中，物体、木板和两弹簧组成的系统机械能守恒 B ．物体与木板一起向下运动过程中的速度先增大后减小
C ．物体与木板碰后瞬间加速度大小为3g
，物体与木板恰好回到A 点时加速度大小为g
D ．物体与木板碰撞之前，两弹簧的弹性势能总和为0.5mgh
9．下列说法正确的是（ ）
A ．热量不可以从低温物体传递到高温物体
B ．从微观角度看，气体压强是大量气体分子对容器壁的频繁碰撞引起的
C ．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，压强必然增大
D ．温度是描述分子热运动剧烈程度的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同
E.在冬季剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后，第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧，不易拔出，是因为夜晚气温降低，瓶内气体压强变小的缘故
10．两列简谐横波的波源分别位于6m x =-和12m x =处，0t =时刻，其波动图象如图所示，已知波速3m/s v =，下列说法正确的是（ ）
A ．波源M 和N 的起振方向相同
B ． 1.5s t =时，3m x =处的质点位移等于0
C ．1s 后，3m 处的质点始终是振动加强点
D ．2s 后，6m x =处的质点始终静止不动
E.两列波在叠加区域能产生稳定的干涉图样
……装……………………线…_
_
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_姓名：___
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…
…
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…
…
…
……
………线…请点击修改第II 卷的文字说明 三、实验题 11．在做“探究小车速度随时间变化规律”的实验中
(1)实验室提供了以下器材：一端装有定滑轮的长木板、刻度尺、小车、纸带、钩码、4~6V 的交流电源。

为了完成本实验，还需选取的实验器材名称是______（选填“电火花打点计时器”与“电磁打点计时器”）。

(2)已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz 。

下图为实验所打出的一段纸带，每5个点取1个计数点，分别记为A 、B 、C 、D 、E 。

相邻计数点间的距离已在图中标出，则打点计时器打下计数点C 时，小车的瞬时速度v =______m/s ，小车的加速度a =______m/s 2。

（结果保留两位有效数字） 12．某同学用满偏电流g 5mA I =的毫安表制作了一个简易欧姆表，电路如图所示，电阻刻度值尚未标注。

(1)该同学先测量欧姆表内电源的电动势E ，实验步骤如下： ①将两表笔短接，调节R 0使毫安表指针满偏； ②将阻值为450Ω的电阻接在两表笔之间，此时毫安表示数为2.00mA ； ③计算得电源的电动势E =______V 。

(2)通过计算他在电流刻度为5.00mA 的位置标上0Ω，在电流刻度为3.00mA 的位置标______Ω，并在其他位置标上相应的电阻值。

(3)该欧姆表用久后，电池老化造成电动势减小、内阻增大，但仍能进行欧姆调零，则用其测得的电阻值______真实值（填“大于”“等于”或“小于”）。

(4)为了探究电池老化电动势的变化情况，该同学将欧姆表的两表笔短接，调节R 0使指针满偏；再将一电压表接在两表笔之间，此时电压表示数为1.00V ，欧姆表示数为1200Ω。

○…………外…………订……线※※内※※答※※○…………内…………订……四、解答题 13．如图所示，水平地面上静止放置一L 形木板A ，质量A 4kg m =，上表面光滑，木板A 与地面间动摩擦因数0.2μ=，可视为质点的物块B 置于A 的最右端，B 的质量B 2kg m =。

现给A 一小平向右的初速度06m/s v =，一段时间后与B 发生碰撞，时间极短，碰后A 、B 粘合在一起继续运动，碰后经1s t =，A 、B 停止运动，g 取10m/s 2。

求：
(1)A 与B 碰撞前、后加速度大小a 1、a 2；
(2)A 的上表面长度l 。

14．两块平行正对的水平金属板AB ，极板长0.2m L =，板间距离0.2m d =，在金属板右端竖直边界MN 的右侧有一区域足够大的匀强磁场，磁感应强度3510T B -=⨯，方向垂直纸面向里。

两极板间电势差U AB 随时间变化规律如右图所示。

现有带正电的粒子流以5
010m/s v =的速度沿水平中线OO '连续射入电场中，粒子的比荷810C/kg q
m =，
重力忽略不计，在每个粒子通过电场的极短时间内，电场视为匀强电场（两板外无电场）。

求：
(1)要使带电粒子射出水平金属板，两金属板间电势差U AB 取值范围；
(2)若粒子在距O '点下方0.05m 处射入磁场，从MN 上某点射出磁场，此过程出射点与入射点间的距离y ∆；
(3)所有粒子在磁场中运动的最长时间t 。

…装…………○……○…………_
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…
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…
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○
…
………0.9p 0，温度与冷库内温度相同，现将气瓶移至冷库外，稳定后瓶内压强变为p 0，再用充气装置向瓶内缓慢充入氮气共45次。

已知每次充入氮气瓶的气体体积为15V ，温度为o 27C ，压强为p 0，设冷库外的环境温度保持o 27C 不变。

求： (1)冷库内的温度； (2)充气结束后，瓶内气体压强。

16．如图所示，一束平行紫光垂直射向半径为1m R =的横截面为扇形的玻璃砖薄片（其右侧涂有吸光物质），经折射后在屏幕S 上形成一亮区，已知屏幕S 至球心距离为1)m D =，玻璃半球对紫光的折射率为n = (1)若某束光线在玻璃砖圆弧面入射角30θ=o ，其折射角α； (2)亮区右边界到P 点的距离d 。

参考答案
1．B
【解析】
【分析】
【详解】
A ．“光电效应”现象表明光具有粒子性，双缝干涉、单缝衍射说明光具有波动性，所以A 错误；
B ．汤姆逊发现电子，使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，所以B 正确；
C ．天然放射现象表明原子核具有复杂的内部结构，原子核可以再分，所以C 错误；
D ．卢瑟福根据“α粒子散射”实验推翻了原子结构“枣糕模型”，提出了原子的“核式结构模型”，所以D 错误。

故选B 。

2．D
【解析】
【分析】
【详解】
AB ．卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力由地球的万有引力提供
2
2Mm v G m r r
= 可得周期为
T =由此可知，半径越小周期越小，同步卫星周期为24h ，“风云三号”的周期为2h ，即“风云三号”比“风云四号”的周期小，所以可知“风云三号”的轨道半径比“风云四号”的轨道半径小，而线速度为
v =所以可见，半径越小线速度越大，“风云三号”比“风云四号”线速度大，所以AB 错误； C ．同理可得加速度为
2
GM a r = 由于“风云三号”的轨道半径比“风云四号”的轨道半径小，所以“风云三号”比“风云四号”加速度大，所以C 错误；
D ．由于“风云三号”的轨道半径比“风云四号”的轨道半径小，所以在同一时刻，“风云三号”能够监测到的地表范围比“风云四号”小，所以D 正确。

故选D 。

3．C
【解析】
【分析】
【详解】
ABD ．由图可知b 点的电势最高，且图象的斜率为零，而φ-x 图象的斜率表示该处的电场强度，说明b 点的合场强为零最小，由场的叠加原理可判断两固定点电荷带异种电荷，且Q 1距离b 点比Q 2距离b 点远，所以由库仑定律可知Q 1带电荷量大于Q 2的带电荷量，所以ABD 错误；
C ．由图可知a 点向右方向电势先升高后降低，根据沿着电场线电势降低可知，电场线方向
由b 到a 向左，b 到c 向右，而b 点场强为0，所以可知Q 1带正电，Q 2带负电，所以C 正确。

故选C 。

4．A
【解析】
【分析】
【详解】
B ．由题意运动的初速度为0，根据匀变速直线运动的速度位移公式
22v ax =
变形可得
212x v a
=
结合图象可知，图象斜率为 12k a
=
即
21
0.5m/s 2a k
=
= 所以B 错误； AC ．初位置即
0t =时
02m x =-
2s 内的位移为
2
11m 2
x at =
= 则
2s t =时
物块位于
1m x =-
处，所以A 正确，C 错误；
D ．物块从2s 末至4s 末的平均速度大小为
24
32
v v v v +=
= 即为3s 末的速度，有速度公式得
3 1.5m/s v at '==
所以D 错误。

故选A 。

5．C 【解析】 【详解】
A 、
B 、对砂桶Q 分析有F T =G Q ，设两绳的夹角为θ，对砂桶P 的
C 点分析可知受三力而平衡，而C 点为活结绳的点，两侧的绳张力相等，有2F T cos θ
2=G P ，联立可知2G Q cos θ
2=G P ，故增大Q 的重力，夹角θ变大，C 点上升；增大P 的重力时，夹角θ变小，C 点下降；故A ，B 均错误.
C 、由平衡知识2G Q cos θ
2=G P ，而θ=120°，可得G P =G Q ，故两砂桶增多相同的质量，P
和Q 的重力依然可以平衡，C 点的位置不变；故C 正确，D 错误. 故选C. 【点睛】
掌握活结绳上的张力处处相等，三力平衡的处理方法，连体体的平衡对象的选择. 6．BD 【解析】 【分析】 【详解】
A ．两球都做的是斜抛运动，所以都是只受重力作用，加速度都是重力加速度g ，所以A 错误；
C ．由题意可知两球抛出的最大高度相同，由
212
h gt =
可知两球运动时间相同，其中t 表示从抛出到最高点的时间，由斜抛运动的对称性可知由最高点到落地点时间也是t ，所以运动的总时间为2t ，即两球运动时间相同，所以C 错误； B ．在最高点时速度为抛出时的水平分速度，而水平方向两小球都做匀速直线运动，所以根据
2x x v t
=
可知，由于两球运动时间相同，所以水平位移越大，水平分速度越大，结合图象可知B 的水平位移比A 的水平位移长，所以B 在最高点的速度比A 在最高点的速度大，所以B 正确； D ．设落地时速度与水平方向夹角为θ，则重力的瞬时功率为
sin P mgv θ= sin y v v θ=
根据匀变速运动公式可得
y gt =v
可知，由于两球运动时间相同，所以落地时竖直分速度也相同，即两球落地时重力的瞬时功率相同，所以D 正确。

故选BD 。

7．BD
【解析】
【分析】
【详解】
AB．由题意，当闭合开关的瞬间，线圈的电流瞬间增大，线圈的磁通量增加，圆板的磁通量也增加，圆板发生电磁感应现象，根据楞次定律可知，圆板中会产生感应电场阻碍圆板磁通量的增加，所以由安培定则可判断圆板中感应电场方向为逆时针（自上而下看），而圆板四周固定的是带正电的小球，所以圆板逆时针转动（自上而下看），所以B正确，A错误；C．由于发生电磁感应现象，圆板中产生感应电场方向为逆时针（自上而下看），所以圆板的转动方向与带电小球的电性有关，如果是正电荷，逆时针转动（自上而下看），如果是负电荷，顺时针转动（自上而下看），所以C错误；
D．如果是开关断开瞬间，圆板中的磁通量减少，根据楞次定律与安培定则可判断产生的感应电场方向为顺时针（自上而下看），与开关闭合瞬间转动方向相反，所以D正确。

故选BD。

8．BCD
【解析】
【分析】
【详解】
A．当物体与木板碰撞过程中，碰后一起运动，属于完全非弹性碰撞，有机械能损失，所以A错误；
B．碰撞前，木板处于静止状态，弹簧的弹力等于木板的重力，即
F mg
=
弹
当碰撞后物体和木板一起运动，物体和木板整体的重力大于弹力，所以整体先向下加速运动，当弹力大于总重力时，物体又开始向下做减速运动，物体与木板一起向下运动过程中的速度先增大后减小，所以B正确；
C．碰撞后，木板和物体的总重力为
=+=
0.5 1.5
G mg mg mg
总
那么，碰撞瞬间整体的加速度为
1 1.51
1.53
mg mg a g m -=
=
物体与木板恰好回到A 点时，速度为0，弹力为0，所以整体只受重力作用，所以此时加速度为
2a g =
所以C 正确；
D ．对物体由动能定理可得，物体与木板碰撞前的速度为
201
0.560.52
mg h mv ⋅=⋅
0v =
碰撞过程由动量守恒可得
00.5(0.5)mv m m v =+
则物体和木板碰撞后的速度为
v =
从碰后到最后恰好到A 点过程中，整体机械能守恒，则
2p 1
(0.5)(0.5)2
m m v E m m gh ++=+ p 0.5E mgh =
物体与木板碰撞之前，两弹簧的弹性势能总和为0.5mgh ，所以D 正确。

故选BCD 。

9．BDE 【解析】 【分析】 【详解】
A ．根据热力学第二定律分析，热量不可以自发的从低温物体传递到高温物体，但在引起其他变化的情况下，可以从低温物体传递到高温物体，所以A 错误；
B ．大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生了气体的压强，气体的压强在数值上等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力的大小，所以B 正确；
C ．气体分子总数不变，气体温度升高，如果体积变大，则压强不一定增大，所以C 错误；
D ．根据热平衡定律，温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同，所以D 正确；
E ．暖水瓶的体积不变，温度降低，气体压强减小，所以E 正确。

故选BDE 。

10．BDE 【解析】 【分析】 【详解】
A ．根据0t =时刻的波形图，结合波的传播方向，利用同侧法分析波源的起振方向，波源M 的起振方向为y 轴负方向，波源N 的起振方向为y 轴正方向，两者相反，所以A 错误；
B ．由图象可知，波的周期为
6
s 2s 3
T v λ
=
== 1.5s 是
3
4
周期，波源的振动方向相反，波源到3m x =处质点的波程差为0，则此处质点始终处于振动减弱点，由于两波振幅相等，故3m x =处质点始终不振动；所以当 1.5s t =时，位移等于0，所以B 正确；
C ．1s 后，即半个周期后，波传播到3m x =处该质点始终为振动减弱点，所以C 错误；
D ．2s 后，即一个周期后，两波传播到6m x =处的质点，波源到此处质点的波程差为
6m x λ∆==
属于振动减弱点，始终静止不动，所以D 正确；
E ．两列波波长相等，波速相等，则频率相等，满足干涉条件，叠加区域可以产生稳定的干涉图样，所以E 正确。

故选BDE 。

11．电磁打点计时器 0.30 0.40 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]由题意是4~6V 的交流电源，所以选取的实验器材是电磁打点计时器，电火花计时器所用电压是220V 的交流电源。

(2)[2]由题意可得
0.1s T =
根据匀变速运动中，平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得
0.30m/s 2AD AB
C x x v T
-=
=
[3]由纸带可得相邻位移差为
4mm x ∆=
则可得加速度为
2
2
0.40m/s x a T
∆=
= 12．1.5V 200Ω 大于 1000Ω 1.25V 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]欧姆表与450Ω的电阻构成闭合回路，由闭合电路欧姆定律可得
()E I R R =+内
g
=
E R I 内 g g 1.5V II R E I I
=
=-
(2)[2]由欧姆表原理可得
+E IR IR =内
其中
=300ΩR 内
则电流刻度为3.00mA 的位置标
200ΩR =
(3)[3]电动势减小时，由欧姆表原理可得内阻
g
=
E R I 内 可知，欧姆表内阻减小，当测量电阻R 时的电流为
=
1g g I R R R R =
++内内
内
可知，回路中电流减小，指针偏左，对应欧姆表的刻度应该偏大。

其测得的电阻值大于真实值。

(4)[4][5]接电压表后电路中的电流与电源正常时的电流相等，为
1.5
mA 1mA +3001200
x E I R R =
==+内
电压表内阻为
V V V 1V
1000Ω1mA
U R I =
== 则电动势为
V (+)E I R R ''=内
g
=E R I ''内
得
1.25V E '=
13．(1)3m/s 2，2m/s 2；(2)4.5m 【解析】 【分析】 【详解】
(1)A 与B 碰前，对A
A B A 1()m m g m a μ+=
得
213m/s a =
A 与
B 碰后，对A 、B 整体，得
22s 2m/a =
(2)A 、B 碰后共同速度大小为v ，对A 、B 碰后一起运动的过程
2得
2m/s v =
设A 与B 碰前瞬间，速度大小为1v ，A 、B 碰撞过程，动量守恒
A 1A
B ()m v m m v =+
得
13m/s v =
对A 向右运动，加速度大小1a ，则
221012()v v a l -=-
得
4.5m l =
14．(1)100V 100V AB U -≤≤；(2)0.4m ；(3) 69.4210s -⨯ 【解析】 【分析】 【详解】
(1)带电粒子刚好穿过对应偏转电压最大为m U ，此时粒子在电场中做类平抛运动，加速大小为a ，时间为t 1。

水平方向上
01L v t =①
竖直方向上
2
1122
d at =② 又由于
m
U q
ma d
=③ 联立①②③得
m 100V U =
由题意可知，要使带电粒子射出水平金属板，两板间电势差
100V 100V AB U -≤≤
(2)如图所示
从O '点下方0.05m 处射入磁场的粒子速度大小为v ，速度水平分量大小为0v ，竖直分量大小为y v ，速度偏向角为θ。

粒子在磁场中圆周运动的轨道半径为R ，则
2
mv qvB R
=④ 0cos v v θ=⑤ 2cos y R θ∆=⑥
联立④⑤⑥得
2
0.4m mv y qB
∆== (3)从极板下边界射入磁场的粒子在磁场中运动的时间最长。

如图所示
粒子进入磁场速度大小为v 1，速度水平分量大小为01v ，竖直分量大小为v y 1，速度偏向角为α，则对粒子在电场中
011L v t =⑦
11022
y v d t +=⑧ 联立⑦⑧得
101y v v =
101
tan y v v α=
得
π
4
α=
粒子在磁场中圆周运动的轨道半径为R '，则
2
11mv qv B R ='
⑨ 1
mv R qB
'=
⑩ 带电粒子在磁场中圆周运动的周期为T
12π2πR m
T v qB
'=
=⑪ 在磁场中运动时间
2π(π2)
2π
t T α--=
⑫
联立⑪⑫得
663π10s 9.4210s t --=⨯=⨯
15．(1)270K 或o 3C -；(2)04p 【解析】 【分析】 【详解】
(1)氮气瓶内气体在冷库内时压强为00.9p ，温度为1T ，移至冷库外后，瓶内气体压强为0p ，温度为
2(27327)K 300K T =+=
据查理定律可知
0012
0.9p p T T = 得
1270K T =
即冷库温度为270K 或3C -o 。

(2)打气前，瓶内气体及所打人的气体，压强为0p ，总体积
245415
V V V V =+⨯
= 气体打进后压强为3p ，体积为 3V V =
据玻意耳定律得
0233p V p V =
得
304p p =
16．(1)π4
α=
；(2)1m 【解析】
【分析】
【详解】
(1)据折射定律得 sin sin n αθ
=
得 π4α=
(2)如图，紫光刚要发生全反射时的临界光线射在屏幕S 上的点E 到G 的距离d 就是所求宽度。

设紫光临界角为C ∠，由全反射的知识得
1sin C n
∠=
得 π4
C ∠=
OAF △中 π4AOF AFO ∠=∠= πcos 4
R
OF =
GF D OF =-
得
1m GF =
FGE △中
π4
GFE GEF ∠=∠= d GE GF ==
得
1m d =。