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【题目】将长为l的玻璃圆柱体沿轴剖开后得到一块半圆柱体,其截面的正视图如图所示,MNPQ为其底面(PQ图中未画出),MN为直径。已知半圆的圆心为O、半径为R,玻璃的折射率n=,一束与MNPQ所在平面成45°且垂直于轴的平行光射到半圆柱面上,经折射后,有部分光能从MNPQ面射出,忽略经多次反射到达MNPQ面的光线。求MNPQ透光部分的面积。

【答案】

【解析】设光由介质射向空气的临界角为C sinC=,得 C=45°

A点进入玻璃砖的光线垂直半球面,沿半径AO直达球心O,且入射角等于临界角,恰好在O点发生全反射,A点左侧的光线经球面折射后,射在MN上的入射角都大于临界角,在MN上全反射,不能从MN上射出.A点右侧光线一直到与球面正好相切的范围内的光线经球面折射后,在MN上的入射角均小于临界角,都能从MN上射出,它们在MN上的出射宽度就是OD.由折射定律得

MN上透光部分的长度:OD=Rsinr
MNPQ平面内透光部分面积为:S=ODl=Rl

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,在竖直放置,内壁光滑,截面积不等的绝热气缸里,活塞A的截面积SA=10cm2质量不计的活塞B的截面积SB=20cm2两活塞用轻细绳连接,在缸内气温t1=227℃,压强p1=1.1×105Pa时,两活塞保持静止,此时两活塞离气缸接缝处距离都是L=10cm,大气压强p0=1.0×105Pa保持不变,取试求

①A活塞的质量;

②现改变缸内气温,当活塞A、B间轻细绳拉力为零时,汽缸内气体的温度t2

③继续将缸内温度由t2缓慢下降到t3=-23℃过程中,计算A移动的距离。

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【题目】如图所示,两条光滑的绝缘导轨,导轨的水平部分与圆弧部分平滑连接,两导轨间距为L,导轨的水平部分有n段相同的匀强磁场区域(图中的虚线范同),磁场方向竖直向上,磁场的磁感应强度为B,磁场的宽度为s,相邻磁场区域的间距也为s,大于L,磁场左、右两边界均与导轨垂直,现有一质量为m,电阻为r,边长为L的正方形金属框,由圆弧导轨上某高度处静止释放,金属框滑上水平导轨,在水平导轨上滑行一段时间进入磁场区域,最终线框恰好完全通过n段磁场区域,地球表面处的重力加速度为g,感应电流的磁场可以忽略不计,求:

(1)金属框进入第1段磁场区域的过程中,通过线框某一横截面的感应电量及金属框完全通过n段磁场区城的过程中安培力对线框的总冲量的大小?

(2)金属框完全进入第k(k<n)段磁场区域前的瞬间,金属框速度的大小;

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【题目】电磁泵模型简化为一个长方体,ab边长为L1,左右两侧面是边长为L2的正方形在泵头通入导电剂后液体的电阻率为ρ,泵体所在处有方向垂直侧面向外的磁场B,把泵体的上下两表面接在电压为U(内阻不计)的电源上,理想电流表示数为I,若电磁泵和水面高度差为h,不计水在流动中和管壁之间的阻力,重力加速度为g。则

A. 泵体上表面应接电源负极

B. 电源提供的电功率为

C. 增大液体的电阻率可获得更大的抽液高度

D. 在t时间内抽取水的质量为m,这部分水离开电磁泵时的动能为UItmghI2t

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【题目】实验室有一破损的双量程电压表,两量程分别是3V15V,其内部电路如图所示,因电压表的表头G已烧坏,无法知道其电学特性,但两个精密电阻R1、R2完好,测得R1=2.9kΩ,R2=14.9kΩ。现有两个表头,外形都与原表头G相同,已知表头G1的满偏电流为1mA,内阻为50Ω;表头G2的满偏电流0.5mA,内阻为200Ω,另有三个精密定值电阻r1=50Ω,r2=100Ω,r3=150Ω。若保留R1、R2的情况下,对电压表进行修复,根据所给条件回答下列问题:

(1)原表头G满偏电流I=________,内阻r=________

(2)在虚线框中画出修复后双量程电压表的电路(标识出所选用的相应器材符号)________________

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【题目】在用“落体法”做“验证机械能守恒定律”的实验时,小明选择一条较为满意的纸带,如图甲所示。他舍弃前面密集的点,以O为起点,从A点开始选取纸带上连续点ABC……,测出OABC……的距离分别为h1h2h3……已知电源的频率为f,当地重力加速度为g

(1)B点时,重锤的速度vB_______________

(2)小明利用数据描出的v2-h图线如图乙所示。图线不过坐标原点的原因是____________

(3)根据v2-h图像计算出该直线斜率为k,在实验误差允许范围内,当k=__________重锤在下落过程中机械能守恒。

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【题目】如图所示,用一轻绳将光滑小球P系于竖直墙壁上的O点,在墙壁和球P之间夹有一矩形物块QPQ均始终处于静止状态,下列说法正确的是

A. P一定受四个力作用

B. 若只增大Q的质量,则轻绳受到的拉力不变

C. 若只减小绳子的长度,Q受到的摩擦力增大

D. 若只增大绳子的长度,则墙壁对Q的作用力不变

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【题目】以下说法正确的是__________

A.一定质量理想气体等压膨胀过程中一定从外界吸收热量

B.浸润与不浸润均是分子力作用的表现

C.两个分子之间的距离越大,它们之间的分子力越小,分子势能越大

D.自然界凡是符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生

E.气体的扩散总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行

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【题目】为研究光电效应现象,现将锌板和铜针分别接在高压直流电源两端,锌板和铜针间产生如图所示的电场。用弧光灯照射锌板,电流表指针发生偏转,下列说法正确的是

A. 铜针应接电源负极,锌板应接电源正极

B. 若换用波长更短的光照射锌板,电流表指针可能不偏转

C. 若增加弧光灯的光照强度,则电流表指针偏转角度增大

D. 光电子从位置a运动至位置b的过程,电势能增加

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