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【题目】如图所示,一横截面为环形的均匀玻璃管,内圆半径为R,外圆半径为2R,圆心为OPQ为过圆心的水平直线。细光束a平行于PQ射到玻璃管上,入射方向恰好与内圆相切。已知光在真空中的速度为c=3×108m/s

(i)试证明无论该玻璃的折射率多大,光束a经过一次折射后在内圆边界处发生全反射;

(ii)若玻璃环的折射率为n=,光束a经过-次折射和一次全反射,从玻璃管的外圆边界射出(不考虑多次反射情况),则光线a在玻璃中传播的时间t为多少?(=2.646,计算结果保留两位有效数字)

【答案】(i)见解析;(ii)t=1.1R×10-8s

【解析】

(i)如图

A点入射由折射定律可得

由几何关系可得

ABO中由正弦定理得

由全反射临界角规律可得

由以上各式可得

(ii)B点全反射后光线为BE,如图

由对称性可知

AB=BE=x

ABO中由余弦定理可得

由折射率

则时间为

联立得t=1.1R×10-8s

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,有四列简谐波同时沿x轴正方向传播,波速分别是vabx轴上所给定的两点,且.t时刻ab两点间四列波的波形分别如图所示,则由该时刻起a点出现波峰的先后顺序依次是图_________;频率由高到低的先后顺序依次是图__________.

A. B. C. D.

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【题目】将两点电荷分别固定在x轴上的AB两点,其坐标分别为(-40)(20)B处点电荷带电量绝对值为Q,两点电荷连线上各点电势x变化的关系如图所示,其中x=0处电势最高,x轴上MN两点的坐标分别为(-10)(10),静电力常量为k,则下列说法正确的是(  )

A.两点电荷一定为异种电荷

B.M点的电场强度大于N点的电场强度

C.M点电场强度大小为

D.正的试探电荷由M点运动到N点的过程,电势能先增大后减小

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】斜劈A放在水平地面上,质量为的物体B在外力的共同作用下,沿斜劈表面向下运动。水平向右,沿斜劈表面向下,斜劈A静止受到地面的摩擦力方向向左。若撤去某个力,在B仍向下运动,斜劈A仍静止的情况下,则下列说法中正确的是(  )

A.若只撤去B仍向下运动,则A受地面摩擦力方向不变

B.若只撤去B仍向下运动,则A受地面摩擦力方向可能向右

C.若只撤去B仍向下运动,则A受地面摩擦力方向不变

D.若只撤去B仍向下运动,则A所受地面摩擦力方向可能向右

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,倾角为的斜面上静置一质量为的薄木板,木板的长度为,质量的物块(可视为质点)以初速度沿木板顶端运动,物块与木板之间的动摩擦因数,木板与斜面之间的动摩擦因数,斜面的底端固定一垂直于斜面的挡板,木板的下端距离挡板为,木板与挡板碰撞后立即粘在一起停止运动。设物块与木板之间、木板与斜面之间的动摩擦力等于最大静摩擦力,则(重力加速度)

(1)物块落到斜面上后,木板经过多长时间与挡板相碰;

(2)木板与挡板碰前的速度;

(3)物块总共发生的位移。

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【题目】现有三束单束光,其波长关系为.当用光束照射某种金属板时能发生光电效应,飞出的光电子最大动能为,若改用光束照射该金属板,飞出的光电子最大动能为,当改用光束照射该金属板时(

A.能发生光电效应,飞出的光电子最大动能为

B.能发生光电效应,飞出的光电子最大动能为

C.能发生光电效应,飞出的光电子最大动能为

D.由于光束光子能量最小,该金属板不会发生光电效应

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】的速度竖直向上抛出一物体,忽略空气阻力影响,则物体上升的最大高度________;物体的重力势能为动能的一半时,物体离抛出点的高度_______;物体的重力势能和动能相等时,物体离抛出点的高度________;物体的动能是势能的一半时,物体离抛出点的高度_________;物体的速度减为时,物体离抛出点的高度_________

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【题目】用图甲所示的电路,测定一节旧干电池的电动势和内阻。除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:

双量程电流表:A(量程0~0.6A0~3A

双量程电压表:V(量程0~3V0~15V

滑动变阻器:(阻值范围0~10Ω,额定电流2A);(阻值范围0~100Ω,额定电流1A

(1)为了调节方便,测量精度更高,实验中应选用电流表的量程为______A,电压表的量程为_______V,应选用滑动变阻器________(填写滑动变阻器符号)。

(2)根据图甲将图乙中的实物正确连接,注意闭合开关时滑动变阻器的滑片P应处于正确的位置并选择正确的电表量程进行连线_____________

(3)通过多次测量并记录对应的电流表示数I和电压表示数U,利用这些数据在图丙中画出了U-I图线。由图线可以得出此干电池的电动势E=_____V(保留3位有效数字),内电阻r=______Ω(保留2位有效数字)。

(4)引起该实验的系统误差的主要原因是______

A.由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流小

B.由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流大

C.由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比路端电压小

D.由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比路端电压大

(5)某同学利用如图所示的电路测定干电池的电动势和内电阻,经过正确的操作获得了若干组实验数据,据此描绘出的U-I图像(其中UI分别为电压表和电流表的读数)如下图中的实线所示______

A. B. C. D

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【题目】如图所示,轻且不可伸长的细绳悬挂质量为的小圆球,圆球又套在可沿水平方向移动的框架槽内,框架槽在竖直方向,其质量为.自细绳静止于竖直位置开始,框架在的水平恒力作用下移至图中位置,此时细绳与竖直方向夹角为30°.绳长为0.2m,不计一切摩擦,g.问:

(1) 此过程中重力对小圆球做功为多少?

(2) 外力F做功为多大?

(3) 小圆球在此位置的瞬时速度大小是多少?(设此位置小圆球速度与框架槽速度间关系为

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