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【题目】一半径为R的半圆形玻璃砖,横截面如图所示.已知玻璃的全反射临界角r(r).与玻璃砖的底平面成(r)角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上.经柱面折射后,有部分光(包括与柱面相切的入射光)能直接从玻璃砖底面射出.若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光,求底面透光部分的宽度.

【答案】

【解析】

试题光路图如图所示,沿半径方向射入玻璃砖的光线,即光线射到MN上时,根据几何知识入射角恰好等于临界角,即恰好在圆心O处发生全反射,光线左侧的光线,经球面折射后,射到MN上的角一定大于临界角,即在MN上发生全反射,不能射出,光线右侧的光线射到MN上的角小于临界角,可以射出,如图光线与球面相切,入射角,从MN上垂直射出

根据折射定律可得

根据全反射定律,两式联立解得

根据几何知识,底面透光部分的宽度

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,两平行的光滑金属导轨安装在竖直面上,导轨间距为L、足够长,下部条形匀强磁场的宽度为d,磁感应强度大小为B、方向与导轨平面垂直,上部条形匀强磁场的宽度为2d,磁感应强度大小为B0,方向平行导轨平面向下,在上部磁场区域的上边缘水平放置导体棒(导体棒与导轨绝缘),导体棒与导轨间存在摩擦,动摩擦因数为μ。长度为2d的绝缘棒将导体棒和正方形的单匝线框连接在一起组成型装置,总质量为m,置于导轨上,导体棒中通以大小恒为I的电流(由外接恒流源产生,图中未图出),线框的边长为d(d<L),下边与磁场区域上边界重合。将装置由静止释放,导体棒恰好运动到磁场区域的下边界处返回,导体棒在整个运动过程中始终与导轨接触并且相互垂直。重力加速度为g。求:

(1)装置刚开始时导体棒受到安培力的大小和方向;

(2)装置从释放到开始返回的过程中,线框中产生的焦耳热Q;

(3)线框第一次穿出下方磁场下边时的速度;

(4)若线框第一次穿越下方磁场区域所需的时间为t,求线框电阻R

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【题目】在验证牛顿第二定律的实验中,采用如图所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打上的点计算出.

(1)当M与m的大小关系满足________时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力

(2)一同学在做加速度与质量的关系实验时,保持盘及盘中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据.为了比较容易地确定出加速度a与质量M的关系,应该作a与________的图象.

(3)如图实(a)所示为甲同学根据测量数据作出的a-F图线,说明实验存在的问题是______________

(4)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a-F图线如图(b)所示,两个同学做实验时的哪一个物理量_______________取值不同?

(5)若图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是____

A.小车与轨道之间存在摩擦

B.导轨保持了水平状态

C.所挂钩码的总质量太大

D.所用小车的质量太大

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【题目】图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1n2=5∶1,电阻R=20Ω,L1、L2为规格相同的两只小灯泡,S1为单刀双掷开关.原线圈接正弦交变电源输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示.现将S11、S2闭合此时L2正常发光.下列说法正确的是(  )

A. 输入电压u的表达式u=20sin 50π V

B. 只断开S2,L1、L2均正常发光

C. 只断开S2原线圈的输入功率增大

D. S1换接到2R消耗的电功率为0.8 W

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【题目】一做直线运动的质点的v2x图象如图所示,则下列关于其运动情况的分析正确的是(  )

A. 该质点的初速度为4 m/s

B. 该质点的加速度为5 m/s2

C. 该质点2 s末的速度为5 m/s

D. 该质点第3 s内的位移为8.25 m

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【题目】如图所示,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡ab.当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时,两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是(  )

A. 原、副线圈匝数之比为1:9

B. 原、副线圈匝数之比为9:1

C. 此时ab的电功率之比为10:1

D. 此时ab的电功率之比为1:10

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【题目】(1)打点计时器是利用__________(直流交流”)电源进行的计时仪器,若电源频率为50HZ,则它们每隔__________秒打一个点。

(2)研究匀变速直线运动实验中,某同学由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上每两个计数点间还有四个点未画出(两计数点间时间T=0.1s).其中 S1=3.00cm,S2=6.50cm,S3=10.0cm, S4=13.50cm,S5=17.00cm,S6=20.50cm.实验记录的S1、S2、S3、S4、S5、S6六组数据中记录有误的数据是__________.(用数据前的符号表示,该数据不影响后面的计算结果)

(3)小车运动的加速度的大小是__________m/s2.(结果保留小数点后面两位)

(4)利用以上数据可求得A点的瞬时速度大小为:__________m/s(结果保留两位有效数字)

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【题目】宇航员在某星球表面上固定了一个倾角为θ=37°的足够长的斜面,他将一个质量为m=2.0kg的小物块弹射出去,使它从斜面底端以初速度υ0=9m/s沿斜面向上运动,并测量到当它运动了1.5s时速度恰好变为零.已知小物块和斜面间的动摩擦因数为0.25,该星球半径为R=1.2×l03kmsin37°=0.6cos37°=0.8,试求:

1)该星球表面的重力加速度?

2)该星球的第一宇宙速度.

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【题目】将一横截面为扇形的物体放在水平面上,一小滑块放在物体上,如图除了物体与水平面间的摩擦力之外,其余接触面的摩擦均可忽略不计,已知物体的质量为、滑块的质量为,当整个装置静止时, 接触面的切线与竖直的挡板之间的夹角为θ重力加速度为g。则下列选项正确的是

A. 物体对水平面的压力大小为Mg

B. 物体受到水平面的摩擦力大小为mgtanθ

C. 滑块与竖直挡板之间的弹力大小为

D. 滑块对物体的压力大小为

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