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- 2021-05-24 发布
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安徽省安庆七中 2020 届高考物理仿真模拟冲刺卷(一)
第Ⅰ卷(选择题 共 48 分)
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 14~18 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,有选错的得 0 分.)
14.下列叙述正确的是( )
A.康普顿效应和光电效应深入地揭示了光的粒子性的一面.前者表明光子具有能量,后者
表明光子除具有能量之外还具有动量
B.氢原子的核外电子,由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近轨道,放出光子,电子的动
能减小,电势能增加
C.处于基态的氢原子吸收一个光子跃迁到激发态,再向低能级跃迁时辐射光子的频率一定
大于吸收光子的频率
D.卢瑟福依据极少数 α 粒子发生大角度偏转提出了原子的核式结构模型
解析:康普顿效应和光电效应深入地揭示了光的粒子性的一面,前者表明光子除具有能量之
外还具有动量,后者表明光子具有能量,A 错误;氢原子的核外电子,由离核较远的轨道自
发跃迁到离核较近轨道,释放一定频率的光子,电子的轨道半径变小,电场力做正功,电子
的动能增大,电势能减小,B 错误;处于基态的氢原子吸收一个光子跃迁到激发态,再向低
能级跃迁时辐射光子的频率应小于或等于吸收光子的频率,C 错误;α 粒子散射实验中少数
α 粒子发生大角度偏转是卢瑟福提出原子核式结构模型的主要依据,D 正确.
答案:D
15.
如图所示,ACBD 是一个过球心 O 的水平截面圆,其中 AB 与 CD 垂直,在 C、D、A 三点分别
固定点电荷+Q、-Q 与+q.光滑绝缘竖直杆过球心与水平截面圆垂直,杆上套有一个带少
量负电荷的小球,不计小球对电场的影响.现将小球自 E 点无初速度释放,到达 F 点的过程
中(重力加速度为 g),下列说法正确的是( )
A.小球在 O 点的加速度大于 g
B.小球在 E 点的电势能大于在 O 点的电势能
C.小球在 F 点的速度一定最大
D.小球在运动过程中机械能一直减小
答案:B
16.
甲、乙两车同时由同一地点沿同一方向做直线运动,它们的位移—时间图象如图所示,甲车
对应的图线为过坐标原点的倾斜直线,乙车对应的图线是顶点为 P 的抛物线,两图线相交于
P 点,则下列说法不正确的是( )
A.乙的初速度是甲的两倍
B.0~t0 时间内,甲、乙的间距先增大后减小
C.0~t0 时间内,甲的平均速率大于乙的平均速率
D.0~2t0 时间内,甲的路程等于乙的路程
解析:根据 x-t 图线的斜率表示速度,可知甲车做匀速直线运动,乙车图线为顶点在 P 点
的抛物线,则乙车做匀变速直线运动,t0 时刻乙车的速度为 0,而 0~t0 时两车的位移相等,
则有 v 甲 t0=v乙
2 t0,解得 v 乙=2v 甲,即乙车的初速度为甲车初速度的两倍,A 正确;由图象
可知,0~t0 时间内两车之间的距离先增大后减小,B 正确;0~t0 时间内两车的位移相等,
则两车的平均速度大小相等,C 错误;由对称性可知,乙车在 0~t0 和 t0~2t0 时间内的位移
大小相等,又甲车做匀速运动,则 0~2t0 时间内甲车的路程等于乙车的路程,D 正确.
答案:C
17.如图所示,竖直平面内固定的半圆弧轨道两端点 M、N 连线水平,将一轻质小环套在轨
道上,一细线穿过轻环,一端系在 M 点.另一端系一质量为 m 的小球,不计所有摩擦,重力
加速度为 g,小球恰好静止在图示位置,下列说法正确的是( )
A.轨道对轻环的支持力大小为 mg
B.细线对 M 点的拉力大小为 3mg
2
C.细线对轻环的作用力大小为3mg
2
D.N 点和轻环的连线与竖直方向的夹角为 30°
解析:对轻环受力分析,因轻环两边细线的拉力相等,可知两边细线拉力与圆弧对轻环的支
持力方向的夹角相等,设为 θ,由几何关系可知,∠OMA=∠MAO=θ,则 3θ=90°,θ=
30°;则轨道对轻环的支持力大小为 FN=2mgcos 30°= 3mg,选项 A 错误;细线对 M 点的
拉力大小为 FT=mg,选项 B 错误;细线对轻环的作用力大小为 F′N=FN= 3mg,选项 C 错
误;由几何关系可知,N 点和轻环的连线与竖直方向的夹角为 30°,选项 D 正确.
答案:D
18.如图所示,已知地球半径为 R,高空圆轨道Ⅰ距地面的高度 h=2R,椭圆轨道Ⅱ分别与
高空圆轨道Ⅰ和近地圆轨道Ⅲ相切于 a、b 两点,当同一卫星分别在这些轨道上运行时,下
列说法正确的是( )
A.卫星在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上运行时的速度大小之比为 1 :3
B.卫星在轨道Ⅱ上经过 b 点时的速度大小等于在轨道Ⅲ上经过 b 点时的速度大小
C.卫星在轨道Ⅱ上从 a 点运行至 b 点的过程中机械能在减少
D.卫星在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上运行时的周期之比为 3 3 :2 2 :1
解析:卫星在轨道Ⅰ、轨道Ⅲ上运行时,万有引力提供向心力,则由 GMm
r2 =mv2
r,解得 v= GM
r ,
因此卫星在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上运行的速度大小之比为 1 : 3,A 错误;卫星由轨道Ⅲ进入
轨道Ⅱ时,应在 b 点点火加速,因此卫星在轨道Ⅱ上经过 b 点时的速度大于在轨道Ⅲ上经过
b 点时的速度,B 错误;卫星在轨道Ⅱ上运行时,只有万有引力做功,卫星的机械能守恒,C
错误;卫星在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上运行时,结合开普勒第三定律a3
T2=k 可知,卫星的运行周期
之比为 3 3 :2 2 :1,D 正确.
答案:D
19.
拥堵已成为现代都市一大通病,发展“空中轨道列车”(简称空轨,如图所示)是缓解交通压
力的重要举措.假如某空轨从甲站沿直线运动到乙站,为了使旅客舒适,其加速度不能超过
2.5 m/s2,行驶的速度不能超过 50 m/s.已知甲、乙两站之间的距离为 2.5 km,下列说法正
确的是( )
A.空轨从静止开始加速到最大速度的最短时间为 25 s
B.空轨从最大速度开始刹车到停下来运动的最小位移为 500 m
C.从甲站运动到乙站的最短时间为 70 s
D.从甲站运动到乙站的最大平均速度为 25 m/s
解析:空轨从静止开始以最大加速度加速到最大速度时所用时间最短,则最短时间为 t1=vmax
amax
=20 s,选项 A 错误;以最大加速度刹车时,空轨从最大速度开始刹车到停下来运动的位移
最小,由 v2
max=2amaxx 解得最小位移为 x=500 m,选项 B 正确;以最大加速度加速到最大速
度,然后以最大速度匀速运动,再以最大加速度刹车时,空轨从甲站到乙站的运动时间最短,
且刹车时间与加速时间相等,等于 t1,两段时间对应的位移相等,等于 x,匀速运动时间为
t2=2 500 m-2x
vmax
=30 s,所以最短时间为 t=2t1+t2=70 s,选项 C 正确;从甲站运动到乙
站的最大平均速度为 v =2 500
70 m/s=35.7 m/s,选项 D 错误.
答案:BC
20.用同样的交流电源分别给图甲、乙两个电路中相同的四个灯泡供电,四个灯泡均正常发
光,乙图中理想变压器原、副线圈的匝数比为 3 :1,则( )
A.滑动变阻器接入电路的阻值与灯泡正常发光时的阻值相等
B.滑动变阻器接入电路的阻值与灯泡正常发光时的阻值之比为 2 :1
C.甲、乙两个电路中的电功率之比为 3 :2
D.甲、乙两个电路中的电功率之比为 2 :1
解析:设灯泡的额定电流为 I,电阻为 R;在题图乙中,副线圈的电压 U2=IR,根据理想变
压器原、副线圈的匝数比为 3 :1,得原线圈两端电压为 U=U1=3U2=3IR;在题图甲中,
滑动变阻器两端电压为 UR1=U-2IR=IR,流过的电流为 I,则滑动变阻器接入电路的阻值为
R1=UR1
I =IR
I =R,故 A 正确,B 错误;在题图甲电路中,电功率为 P1=UI=3I2R,在题图乙中,
电功率为 P2=2I2R,则 P1 :P2=3 :2, 故 C 正确.D 错误.
答案:AC
21.如图所示,固定的竖直光滑 U 形金属导轨,间距为 L,上端接有阻值为 R 的电阻,处在
方向水平且垂直于导轨所在平面、磁感应强度为 B 的匀强磁场中,质量为 m、电阻为 r 的导
体棒与劲度系数为 k 的固定轻弹簧相连放在导轨上,导轨的电阻忽略不计,重力加速度为
g.初始时刻,弹簧处于伸长状态,其伸长量为 x1=mg
k ,此时导体棒具有竖直向上的初速度
v0.在沿导轨做往复运动的过程中,导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触,弹簧始终处在
弹性限度内.则下列说法正确的是( )
A.初始时刻导体棒受到的安培力大小 F=B2L2v0
R
B.初始时刻导体棒的加速度大小 a=2g+ B2L2v0
m R+r
C.导体棒从开始运动直到最终静止的过程中,克服安培力做的功等于导体棒上产生的焦耳
热
D.导体棒从开始运动直到最终静止的过程中,回路中产生的焦耳热 Q=1
2mv2
0+2m2g2
k
解析:初始时刻,导体棒中产生的感应电动势为 E=BLv0、由闭合电路欧姆定律有 I= E
R+r=
BLv0
R+r,则导体棒受到的安培力大小为 F=BIL=B2L2v0
R+r,A 错误;初始时刻,对导体棒由牛顿
第二定律有 mg+F+kx1=ma,又 x1=mg
k ,解得 a=2g+ B2L2v0
m R+r ,B 正确;由功能关系可知,
导体棒从开始运动到最终静止的过程中,导体棒克服安培力所做的功等于导体棒和定值电阻
上产生的焦耳热之和,C 错误;当导体棒最终静止时,导体棒受力平衡,则有 mg=kx2,解
得 x2=mg
k ,则弹簧弹性势能不变,对导体棒由动能定理得 mg(x1+x2)-W 安=0-1
2mv2
0,又由
功能关系有 Q=W 安,解得 Q=mg(x1+x2)+1
2mv2
0=1
2mv2
0+2m2g2
k ,D 正确.
答案:BD
第Ⅱ卷(非选择题 共 62 分)
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做答.第 33~
34 题为选考题,考生根据要求做答.
(一)必考题(共 47 分)
22.(6 分)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究,实验装置如图 1 所示,轻弹簧放置在
倾斜的长木板上,弹簧左端固定,右端与一物块接触但不连接,纸带穿过打点计时器并与物
块连接.向左推物块使弹簧压缩一段距离,由静止释放物块,通过测量和计算,可求得弹簧
被压缩后的弹性势能.
(1)实验中涉及下列操作步骤:
①松手释放物块
②接通打点计时器电源
③木板一端抬高以平衡摩擦力
④向左推物块使弹簧压缩
上述步骤正确的操作顺序是________(填入代表步骤的序号).
(2)甲同学实际打点结果如图 2 所示,观察纸带,判断测量值比真实值________(填“小”或
“大”).
(3)乙同学实际打点结果如图 3 所示.打点计时器所接交流电的频率为 50 Hz,物块质量为
200 g,结合所给的数据,可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为
________m/s,相应的弹簧的弹性势能为________J.(结果均保留两位有效数字)
解析:(1)本实验应先平衡摩擦力,再推物块将弹簧压缩,然后接通电源让打点计时器开始
工作,最后释放物块,则正确的顺序应为③④②①.(2)该实验是利用功能关系来探究弹性势
能的,弹簧的弹性势能等于物块匀速运动时的动能,根据图 2 可知,物块脱离弹簧后做减速
运动,说明未完全平衡摩擦力,使得计算出的速度偏小,动能偏小,弹性势能偏小.(3)由
图 3 可知,物块脱离弹簧时的速度为 v= 1.56+1.55+1.54 ×10-2
3×0.02 m/s=0.78 m/s,根
据功能关系可得弹簧弹性势能 Ep=1
2mv2=1
2×0.2×0.782 J=0.061 J.
答案:(1)③④②①(1 分)
(2)小(1 分) (3)0.78(2 分) 0.061(0.060 也对,2 分)
23.(9 分)(1)某同学选择多用电表的“×1”挡测量一电阻的阻值.正确操作后得到如图甲
所示的指针情况.则电阻的阻值约为________Ω.
(2)为了精确测量该电阻 Rx 的阻值,该同学从实验室找来了下列器材:
电流表 A1(0~40 mA,内阻 r1=11.5 Ω)
电流表 A2(0~100 mA,内阻 r2≈5 Ω)
滑动变阻器 R(0~10 Ω)
电源 E(电动势 1.5 V,有内阻)
开关、导线若干
①实验中要求调节范围尽可能大,在方框内画出符合要求的电路图,并在图中注明各元件的
符号.
②用 I1、I2 分别表示电流表 A1、A2 的示数,该同学通过描点得到了如图乙所示的 I1-I2 图象,
则电阻的阻值为________Ω.
解析:(1)根据多用电表欧姆挡读数规则,电阻的阻值约为 12×1 Ω=12 Ω.
(2)①由于实验中要求调节范围尽可能大,所以滑动变阻器采用分压接法.把内阻已知的电
流表 A1 作为电压表,电流表 A2 外接.
②待测电阻中电流 I=I2-I1,电压 U=I1r1.由欧姆定律 Rx(I2-I1)=I1r1,变化为 I1= Rx
Rx+r1
I2,由此可知,描点得到的 I1-I2 图象斜率 k= Rx
Rx+r1
.又 k=0.5,解得 Rx=11.5 Ω.
答案:(1)12 (2 分)
(2)①如图所示(4 分) ②11.5(3 分)
24.(12 分)如图所示,在光滑的水平面上,有 A、B、C 三个物体,开始 B、C 皆静止且 C 在
B 上,A 物体以 v0=10 m/s 的速度撞向 B 物体,已知碰撞时间极短,撞完后 A 物体静止不动,
而 B、C 最终的共同速度为 4 m/s.已知 B、C 两物体的质量分别为 mB=4 kg、mC=1 kg.
(1)求 A 物体的质量;
(2)A、B 间的碰撞是否造成了机械能损失?如果造成了机械能损失,则损失了多少?
解析:(1)设 B、C 最终的共同速度为 v,则由整个过程动量守恒可得:
mAv0=(mB+mC)v(2 分)
代入数据解得:mA=2 kg.(1 分)
(2)设 B 与 A 碰撞后速度变为 v′,在 B 与 C 相互作用的时间里,B 与 C 组成的系统动量守恒,
即 mBv′=(mB+mC)v(2 分)
解得:v′=5 m/s(1 分)
A 与 B 碰撞的过程中,碰前系统的动能为 Ek1=1
2mAv2
0,代入数据解得:Ek1=100 J(2 分)
碰后系统的动能为 Ek2=1
2mBv′2,代入数据解得:Ek2=50 J(2 分)
所以碰撞过程中损失了机械能,损失了 50 J.(2 分)
答案:(1)2 kg (2)损失了 50 J
25.(20 分)
如图所示,坐标原点 O 处有一不断向第一象限发射离子的正离子源,其发射离子的质量为 m,
电荷量为 q,速度大小为 v,发射方向与+x 方向夹角为 45°,“∧”形物体的 ab 边和 bc
边的长度均为 d 且相互垂直,端点 a、c 的连线与 x 轴平行,在整个三角形 abc 区域内存在
垂直纸面向里的匀强磁场.初始时 a 端坐标为(0, 2d),现使“∧”形物体沿-y 方向缓慢
平移,直至 a、c 的连线与 x 轴重合,平移的过程中 a 端点始终在 y 轴上,在此过程中磁场
区域随物体同步平移且磁感应强度保持不变.忽略离子间的相互作用和离子的重力.
(1)若磁感应强度 B=4mv
qd ,求在缓慢平移全过程中,bc 边被离子直接打中的区域长度(不考
虑离子撞击后的反弹);
(2)在缓慢平移全过程中,若所有离子均打到“∧”形物体上,求磁感应强度的取值范围;
(3)若磁感应强度取(2)中的最大值,“∧”形物体位于某处时,从 O 点发出的离子进入磁场
的 ac 边界做圆周运动后恰好能垂直撞击到 ab 边上,求此时“∧”形物体 a 端的纵坐标.
解析:(1)洛伦兹力提供带电离子做匀速圆周运动的向心力,则 qvB=mv2
r(2 分)
解得 r=mv
qB(1 分)
若 B=4mv
qd ,则 r=d
4(2 分)
缓慢平移全过程中,当离子从 ac 的中点射出磁场时,粒子轨迹与 bc 相切,设切点为 F,如
图甲(磁场未画出)所示,由几何知识得 cF=d
2(1 分)
所以 bc 边被离子直接打中的区域长度为d
2.(1 分)
(2)若所有离子均打到“∧”形物体上,则离子做圆周运动的轨迹半径 r 大于等于与 bc 和
ac 同时相切的轨道的半径 r0 ,如图乙(磁场未画出)所示,则由几何关系得 r0=d
3(3 分)
而 r0=mv
qB0
,解得 B0=3mv
qd (2 分)
磁感应强度 B 的取值范围为 B≤3mv
qd .(2 分)
(3)B=B0=3mv
qd 时有 r0=d
3(3 分)
离子垂直打在 P 点时,如图丙(磁场未画出)所示,则由几何关系可知,a 端的纵坐标为 2r0
= 2
3 d.(3 分)
答案:(1)d
2 (2)B≤3mv
qd (3) 2
3 d
(二)选考题(共 15 分.请考生从给出的 2 道题中任选一题作答,如果多做,按所做的第一题
计分)
33.[物理——选修 3-3](15 分)
(1)(5 分)下列说法正确的是________.(填正确答案标号.选对 1 个得 2 分,选对 2 个得 4
分,选对 3 个得 5 分.每选错 1 个扣 3 分,最低得分为 0 分)
A.物体的温度越高,其分子的平均动能越大
B.当分子力表现为引力时,分子力总是随分子间距的减小而增大
C.外界对气体做功,气体的内能可能减少
D.第二类永动机不可能制造成功是因为违背了能量守恒定律
E.气体能充满容器,是因为气体分子不停地做无规则运动
(2)(10 分)如图所示,圆柱形喷雾器高为 h,内有高度为h
2的水,上部封闭有压强为 p0、温度
为 T0 的空气.将喷雾器移到室内,一段时间后打开喷雾阀门 K,恰好有水流出.已知水的密
度为 ρ,大气压强恒为 p0,喷雾口与喷雾器等高.忽略喷雾管的体积,将空气看作理想气
体.
(ⅰ)求室内温度.
(ⅱ)在室内用打气筒缓慢向喷雾器内充入空气,直到水完全流出,求充入空气与原有空气的
质量比.
解析:(1)温度是物体分子热运动平均动能的标志,物体的温度越高,其分子的平均动能越
大,选项 A 正确.当分子力表现为引力时,分子力随分子间距的减小,可能增大,可能减小,
也可能先增大后减小,选项 B 错误.外界对气体做功,由于热传递情况不明,根据热力学第
一定律知,气体的内能可能增大、可能减小、也可能不变,选项 C 正确.第二类永动机不可
能制造成功的原因是因为违背了热力学第二定律,选项 D 错误.因为气体分子间的距离比较
大,分子力几乎为零,而分子又不停地做无规则运动,所以气体能充满容器,选项 E 正确.
(2)(ⅰ)设喷雾器的截面积为 S,室内温度为 T1,气体压强为 p1,恰好有水流出则
p1=p0+ρgh
2,V0=Sh
2(1 分)
气体做等容变化 p0
T0
=
p0+ρgh
2
T1
(1 分)
解得 T1=
1+ρg h
2p0
T0.(1 分)
(ⅱ)以充气结束后喷雾器内空气为研究对象,排完液体后,压强为 p2,体积为 V2.若此气体
经等温变化,假设充气结束后喷雾器内空气的压强仍为原来未打入气体时的压强 p1,设体积
为 V3,则
p2=p0+ρgh(1 分)
p1V3=p2V2(1 分)
即
p0+ρgh
2 V3=(p0+ρgh)hS(2 分)
同温度下同种气体的质量比等于体积比,原来体积 V=1
2Sh,设打进气体质量为 Δm,则有
Δm
m0
=V3-V0
V0
(2 分)
代入得Δm
m0
=2p0+3ρgh
2p0+ρgh (1 分)
答案:(1)ACE (2)(ⅰ)
1+ρgh
2p0
T0 (ⅱ)2p0+3ρgh
2p0+ρgh
34.[物理——选修 3-4](15 分)
(1)(5 分)一列简谐横波沿 x 轴负方向传播,振幅为 2 cm.已知在 t=0 时刻位于 x1=30 cm、
x2=80 cm 的两质点 P、Q 的位移都是 1 cm,但运动方向相反,其中质点 P 沿 y 轴负方向运
动,如图所示,下列说法正确的是____________.(填正确答案标号.选对 1 个得 2 分,选
对 2 个得 4 分,选对 3 个得 5 分.每选错 1 个扣 3 分,最低得分为 0 分)
A.该列简谐横波波长最长为 75 cm
B.该列简谐横波波长可能为 25 cm
C.质点 P、Q 的速度在某一时刻可以相同
D.当质点 Q 振动到波峰时,质点 P 的加速度沿 y 轴正方向
E.当质点 P 振动到波峰时,质点 Q 的速度沿 y 轴负方向
(2)(10 分)一湖面上有一伸向水面的混凝土观景台,如图所示是其截面图,观景台下表面恰
好和水面相平,A 为观景台右侧面在湖底的投影,水深 h=4 m,水的折射率为 n=4
3,在距
观景台右侧面 x=5 m 处有一可沿竖直方向移动的单色点光源 S.一潜水爱好者贴近湖底从 A
点向左侧移动.
(ⅰ)当潜水爱好者向左移动 3 m 时能看见光源,再往前却看不到该光源,则此时点光源 S
离水面的距离是多少?
(ⅱ)当该光源接近水面时,潜水爱好者离 A 多远时完全看不到点光源?
解析:(1)分析可知 P、Q 两点振动的相位差为4
3π,则 P、Q 之间的距离通式为
n+2
3 λ=50
cm,则波长的表达式为 λ= 150
3n+2cm(n=0,1,2,…);当 n=0 时,λ=75 cm 且为最大值,
选项 A 正确;当 λ=25 cm 时 n 的取值不是正整数,选项 B 错误;在两质点振动时,若两点
分别位于 x 轴上、下方时,两质点的速度可以相同,选项 C 正确;当质点 Q 振动到波峰时,
质点 P 处于波谷与平衡位置之间,位移为负值,则加速度为正值,选项 D 正确;当质点 P
振动到波峰时,质点 Q 处于平衡位置与波谷之间且沿 y 轴正方向振动,速度沿 y 轴正方向,
选项 E 错误.
(2)(ⅰ)如图所示,设点光源 S 在距水面高 H 处时,潜水爱好者恰好在距 A 点 3 m 处能看见
光源,则
sin i= x
H2+x2(1 分)
sin r= 3 m
h2+ 3 m 2(1 分)
n=sin i
sin r(1 分)
联立解得 H=15
4 m(2 分)
(ⅱ)该光源接近水面时,设潜水爱好者与 A 点的距离为 s 时(刚好在 C 点)完全看不到点光源,
光在观景台右侧面与水面交接处折射到水里时,入射角为 90°,折射角为临界角 C,
则 n=sin 90°
sin C ,(2 分)
而 sin C= s
s2+h2(2 分)
解得 s=12
7 7 m(1 分)
答案:(1)ACD (2)(ⅰ)15
4 m (ⅱ)12
7 7 m