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【题目】如图,玻璃球冠的折射率为,其底面镀银,底面的半径是球半径的倍;在过球心O且垂直于底面的平面(纸面)内,有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点,该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点。求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角。

【答案】

【解析】设球半径为R,球冠底面中心为,连接,则,令

,即

根据题意MA⊥AB

所以∠OAM=60°

设图中N点为光线在球冠内底面上的反射点,所考虑的光线的光路图如图所示,设光线在M点的入射角为i,折射角为r,在N点的入射角为,反射角为,玻璃折射率为n,由于为等边三角形,有

i=60°

根据折射定律可得

代入题给条件可得r=30°

作底面在N点的法线NE,由于NE∥AM,有=30°

根据反射定律可得=30°

连接ON,由几何关系可知,故有

故可得

于是∠ENO为反射角,ON为反射光线,这一反射光线经球面再次折射后不改变方向。所以,经一次反射后射出玻璃球冠的光线相对于入射光线的偏角β为

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某物理课外小组利用图a中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。中,置于实验台上的长木板水平放置,其右端固定一轻滑轮轻绳跨过滑轮,一与放在木板上的小滑车相连,另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=5个,每个质量均为0010 kg。实验步骤如下:

1将5个钩码全部放入小车中,在长木板左下方垫上适当厚度的小物快,使小车和钩码可以在木板上匀速下滑。

2将n依次取n=12345个钩码挂在轻绳右端,其余Nn钩码仍留在小车内;用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车,同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s,绘制s-t图像,经数据处理后可得到相应的加速度a。

3对应于不同的n的a值见下表。n=2时的s-t图像如图b所示由图b求出此时小车的加速度保留2位有效数字,将结果填入下表。

n

1

2

3

4

5

020

058

078

100

4利用表中的数据在图c中补齐数据点,并作出a-n图像。从图像可以看出:当物体质量一定时,物体的加速度与其所受的合外力成正比。

5利用a–n图像求得小车空载的质量为_______kg保留2位有效数字,重力加速度取g=98 m·s–2

6若以“保持木板水平”来代替步骤1,下列说法正确的是_______填入正确选项前的标号

Aa–n图线不再是直线

Ba–n图线仍是直线,但该直线不过原点

Ca–n图线仍是直线,但该直线的斜率变大

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,固定在水平地面上的气缸,用一个不漏气的活塞封闭了一定质量理想气体,活塞可以无摩擦地移动,活塞的面积S=100 cm2。活塞与在另一水平平台上的物块A用水平轻杆连接,在平台上有另一物块B,A、B的质量均为m=12.5 kg,物块与平台间的动摩擦因数,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。两物块间距d=5 c m。开始时活塞距缸底L1=10cm,缸内气体压强pl等于外界大气压强p0,温度t1=27℃。现对气缸内的气体缓慢加热。(p0=1.0×105Pa,g=10 m/s2)求

①使物块A刚开始移动时,气缸内的温度为多少K;

②使物块B刚开始移动时,气缸内的温度为多少K。

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【题目】如图,密闭汽缸两侧与一U形管的两端相连,汽缸壁导热;U形管内盛有密度为ρ=7.5×102 kg/m3的液体。一活塞将汽缸分成左、右两个气室,开始时,左气室的体积是右气室的体积的一半,气体的压强均为p0=4.5×103 Pa。外界温度保持不变。缓慢向右拉活塞使U形管两侧液面的高度差h=40 cm,求此时左、右两气室的体积之比。取重力加速度大小g=10 m/s2,U形管中气体的体积和活塞拉杆的体积忽略不计。

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播。波源振动的频率为20 Hz,波速为16 m/s。已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧,且P、Q和S的平衡位置在一条直线上,P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15.8 m、14.6 m,P、Q开始振动后,下列判断正确的是_____。(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.P、Q两质点运动的方向始终相同

B.P、Q两质点运动的方向始终相反

C.当S恰好通过平衡位置时,P、Q两点也正好通过平衡位置

D.当S恰好通过平衡位置向上运动时,P在波峰

E.当S恰好通过平衡位置向下运动时,Q在波峰

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【题目】研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示。两块平行放置的金属板A、B分别与电源的两极a、b连接,放射源发出的射线从其上方小孔向外射出。则

Aa为电源正极,到达A板的为α射线

Ba为电源正极,到达A板的为β射线

Ca为电源负极,到达A板的为α射线

Da为电源负极,到达A板的为β射线

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【题目】如图,物块A通过一不可伸长的轻绳悬挂在天花板下,初始时静止;从发射器(图中未画出)射出的物块B沿水平方向与A相撞,碰撞后两者粘连在一起运动;碰撞前B的速度的大小v及碰撞后A和B一起上升的高度h均可由传感器(图中未画出)测得。某同学以h为纵坐标,v2为横坐标,利用实验数据作直线拟合,求得该直线的斜率为k=1.92 ×10-3 s2/m。已知物块A和B的质量分别为mA=0.400 kg和mB=0.100 kg,重力加速度大小g=9.80 m/s2

(i)若碰撞时间极短且忽略空气阻力,求h–v2直线斜率的理论值k0

(ii)求k值的相对误差δ(δ=×100%,结果保留1位有效数字)。

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【题目】如图甲的光电门传感器是测定物体通过光电门的时间的仪器,其原理是发射端发出一束很细的红外线到接收端,当固定在运动物体上的一个已知宽度为d的挡光板通过光电门挡住红外线时,和它连接的数字计时器可记下挡光的时间,则可以求出运动物体通过光电门的瞬时速度大小。

1为了减小测量瞬时速度的误差,应选择宽度比较_____选填“宽”或“窄”的挡光板。

2如图乙是某同学利用光电门传感器探究小车加速度与力之间关系的实验装置,他将该光电门固定在水平轨道上的B点,用不同的重物通过细线拉同一小车,小车每次都从同一位置A点静止释放。

①如图丙所示,用游标卡尺测出挡光板的宽度d=_____mm,实验时将小车从图乙A点静止释放,由数字计时器记下挡光板通过光电门时挡光时间间隔,则小车通过光电门时的瞬时速度大小为_____m/s;

②实验中设小车的质量为,重物的质量为,则在满足关系式_______时可近似认为细线对小车的拉力大小与重物的重力大小相等;

③测出多组重物的质量和对应挡光板通过光电门的时间,并算出小车经过光电门时的速度v,通过描点作出两物理量的线性关系图像,可间接得出小车的加速度与力之间的关系。处理数据时应作出________图像选填“”或“

④某同学在③中作出的线性关系图像不过坐标原点,如图丁所示图中的m表示,其可能的原因是__________

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【题目】美国宇航局的信使号水星探测器按计划将在20153月份陨落在水星表面。工程师找到了一种聪明的办法,能够使其寿命再延长一个月。这个办法就是通过向后释放推进系统中的高压氦气来提升轨道。如图所示,设释放氦气前,探测器在贴近水星表面的圆形轨道上做匀速圆周运动,释放氦气后探测器进入椭圆轨道上,忽略探测器在椭圆轨道上所受外界阻力,则下列说法中正确的是( )

A. 探测器在轨道A点运行速率大于在轨道B点速率

B. 探测器在轨道上某点的速率可能等于在轨道上速率

C. 探测器在轨道上运行的周期小于在轨道运行的周期

D. 探测器在轨道和轨道A点加速度大小不同

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