【题目】如图所示为一玻璃工件的截面图,上半部ABC为等腰直角三角形,∠A =90°,BC边的长度为2R,下半部是半径为R的半圆,O是圆心,P、Q是半圆弧BDC上的两个点,AD、BC垂直相交于O点。现有一束平行于AD方向的平行光射到AB面上,从A点射入玻璃的光射到P点,已知圆弧BQ与QD的长度相等,圆弧CP长度是DP长度的2倍。
(i)求玻璃的折射率n;
(ii)通过计算判断经AB面折射后第一次射到Q点的光是否能够射出玻璃工件。
【答案】(i)(ii)第一次射到圆弧Q点光不能射出玻璃工件。
【解析】
(i)过A点做AB面的法线,连接AP,连接OP,设从A点射入玻璃的光的入射角为i,折射角为r,则
i=45°
设OP与AD夹角为θ1,由于圆弧CP长度是DP的2倍,则
设AP与AD夹角为θ2,由于△ABC为等腰直角三角形,则OA=OP=R,所以△AOP是等腰三角形,则
n=
解得
(ii)设玻璃的临界角为C,则
解得C=45°
做射到圆弧上Q点光线FQ,连接OQ,设FQ与BC的夹角为θ3,FQ与OQ的夹角θ4,因为圆弧BQ与QD的长度相等,所以
因为所有入射光平行,所以所有折射光线平行,则
由于C ,所以第一次射到圆弧Q点光不能射出玻璃工件。
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【题目】如图所示,水平U形光滑框架,宽度为1m,电阻忽略不计,导体棒ab的质量m=0.2Kg,电阻r=0.5Ω,匀强磁场的磁感应强度B=0.2T,方向垂直框架向上,外接电阻R=0.5Ω。现用F=1N的外力由静止开始向右拉ab棒,当ab棒的速度达到2m/s时,求:
(1)ab棒产生的感应电动势的大小,并判断ab电势高低;
(2)ab棒所受的安培力;
(3)ab棒的加速度。
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【题目】轻质细线吊着一质量m=1. 28kg、边长1=1.6m、匝数n=10的正方形线圈,总电阻。边长为的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧,如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里,大小随时间变化如图乙所示。从t=0开始经t0时间细线开始松弛,取g=10m/s2。则
A. 在前t0时间内线圈中产生的电动势E=3. 2V
B. 在前t0时间内线圈中产生的电动势E=1.6V
C. to=2s
D. to=4s
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【题目】如图甲所示,带正电粒子以水平速度v0从平行金属板MN间中线连续射入电场中。MN板间接有如图乙所示的随时间t变化的电压UMN,两板间电场可看作是均匀的,且两板外无电场。紧邻金属板右侧有垂直纸面向里的匀强磁场B,分界线为CD,EF为屏幕。金属板间距为d,长度为l,磁场的宽度为d。已知B=2. 5xl0-3T.l=d=0.2m,每个带正电粒子的速度v0=105m/s,比荷= l02C/kg,MN板间最大电压U=75V,重力忽略不计,在每个粒子通过电场区域的极短时间内,电场可视作是恒定不变的。取sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(l)带电粒子进入磁场做圆周运动的最小半径;
(2)带电粒子向上偏转射出电场的最大速度;
(3)带电粒子打在屏幕上的范围。
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【题目】氢原子能级图如图所示,用大量处于n=2能级的氢原子跃迁到基态时,发射出的光照射光电管阴极K,测得光电管电流的遏止电压为7.6 V,已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,电子电量e=-1.6×10-19 C,下列判断正确的是
A. 电子从阴极K表面逸出的最大初动能为2.6 eV
B. 阴极K材料的逸出功为7.6 eV
C. 阴极K材料的极限频率为6.27×1014 Hz
D. 氢原子从n=4跃迁到n=2能级,发射出的光照射该光电管阴极K时能发生光电效应
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【题目】小陈在地面上从玩具枪中竖直向上射出初速度为v0的塑料小球,若小球运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比,小球运动的速率随时间变化的规律如图所示,t1时刻到达最高点,再落回地面,落地速率为v1,下列说法中正确的是( )
A. 小球上升过程中的平均速度大于
B. 小球下降过程中的平均速度大于
C. 小球射出时的加速度值最大,到达最高点的加速度值为0
D. 小球的加速度在上升过程中逐渐减小,在下降过程中也逐渐减小
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【题目】如图所示,开口向上的汽缸C静置于水平桌面上,用一横截面积S=50cm2的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体,一轻绳一端系在活塞上,另一端跨过两个定滑轮连着一劲度系数k=2800N/m的竖直轻弹簧A,A下端系有一质量m=14kg的物块B。开始时,缸内气体的温度t1=27℃,活塞到缸底的距离L1=120cm,弹簧恰好处于原长状态。已知外界大气压强恒为p0=1.0×105Pa,取重力加速度g=10m/s2,不计一切摩擦。现使缸内气体缓慢冷却,求:
(1)当B刚要离开桌面时汽缸内封闭气体的温度;
(2)气体的温度冷却到-93℃时B离桌面的高度H。(结果保留两位有效数字)
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【题目】电荷量不等的两点电荷固定在x轴上坐标为-3L和3L的两点处,其中坐标为-3L处的点电荷带电量的绝对值为Q,两点电荷连线上各点的电势随x变化的关系图象如图所示,其中x=L处的电势最低,x轴上M、N两点的坐标分别为-2L和2L,已知静电力常量为k,则下列说法正确的是
A. 两点电荷一定均为正电荷
B. 原点O处的场强大小为
C. 正检验电荷在原点O处受到向左的电场力
D. 负检验电荷由M点运动到N点的过程中,电势能先减小后增大
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【题目】磁力锁主要由电磁铁和衔铁组成。某小组用如图甲所示的装置研究电磁铁线的工作电压与衔铁所受磁力大小的关系,弹性梁一端连接有衔铁,在外力作用下可以上下运动,另一端固定于墙壁,电磁铁位于衔铁正下方,为理想电压表.
(1)为增大电磁铁产生的磁感应强度,变阻器的滑片应向_________端移动(选填“”或“”).
(2)已知电磁铁线圈的直流电阻为,滑动变砠器的最大阻值为,电源的电动势为,滑动变阻器能提供的最大分压为,则电源E的内阻为_________(保留两位有效数字)
(3)同学们将阻值会因形状变化而发生改变的金属应变片粘贴在弹性梁的上表面,然后将金属应变片、定值电阻和理想电压表连接成如图乙所示的电路。线圈通电吸引衔铁下移时,应变片变长,的阻值将_________,电压表的读数将_________。(填“增大”“减小”或“不变”)
(4)在线圈通电吸合衔铁后,用外力使电磁铁和衛铁刚好分开,测得外力与线圈两端电压的关系如图丙所示,若要求该锁能抵抗的外力,则工作电压至少为_________。
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