【题目】如图所示,一直角三棱镜放置在真空中,其截面三角形的斜边BC的长度为d,一束单色光从AB侧面的中点垂直AB入射.若三棱镜的折射率为 ,∠C=30°,单色光在真空中的传播速度为c,求:
①该单色光第一次从棱镜射入真空时的折射角;
②该单色光从进入棱镜到第一次从棱镜射出所经历的时间.
【答案】解:①画出该单色光在三棱镜中传播的光路图如图所示.
当光线到达三棱镜的BC边时,因∠C=30°,由几何关系可知α=60°
又因为三棱镜的折射率n= ,所以光发生全反射的临界角为45°
因α=60°,所以该单色光在BC边发生全反射.
当该单色光到达三棱镜的AC边时,由几何关系可知,其入射角为β=30°
设其折射角为γ,则由折射定律n= 可得:γ=45°
②因为截面三角形的斜边BC的长度为d,D为AB边的中点,∠C=30°,由几何关系可知 =
因为α=60°,所以∠CEF=30°,又∠C=30°,由几何关系可知 =
该单色光在三棱镜中的传播速度为v= =
所以单色光从进入棱镜到第一次从棱镜射出所经历的时间t=
代入数据可解得:t=
答:①该单色光第一次从棱镜射入真空时的折射角是45°;
②该单色光从进入棱镜到第一次从棱镜射出所经历的时间是
【解析】①画出光路图,判断光线在AB面和BC面上能否发生全反射,由几何知识求出光线第一次射入空气时的入射角,由折射定律求解折射角;②根据几何关系求出光线在玻璃砖内通过的路程,由运动学知识求解时间.
【考点精析】利用光的折射对题目进行判断即可得到答案,需要熟知光由一种介质射入另一种介质时,在两种介质的界面上将发生光的传播方向改变的现象叫光的折射.
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【题目】一质量m=2×103kg,额定功率P=60kw的汽车从静止开始在水平路面上以恒定的额定功率启动作直线运动,若汽车所受的阻力为车重的0.1倍.(g取10m/s2)求:
(1)汽车所受阻力Ff的大小;
(2)汽车在该路面上行驶所能达到的最大速度vm;
(3)若此车经时间t=30s达到的最大速度,求汽车在加速运动过程中通过的距离x.
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【题目】如图1所示,物体以一定初速度从倾角α=37°的斜面底端沿斜面向上运动,上升的最大高度为3.0m.选择地面为参考平面,上升过程中,物体的机械能E机随高度h的变化如图2所示.g=10m/s2 , sin37°=0.60,cos37°=0.80.则( )
A.物体的质量m=0.67kg
B.物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.40
C.物体上升过程的加速度大小a=10m/s2
D.物体回到斜面底端时的动能Ek=10J
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【题目】如图所示,光滑水平直导轨上有三个质量均为m的物块A、B、C,物块B、C静止,物块B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计);让物块A以速度v0朝B运动,压缩弹簧;当A、B速度相等时,B与C恰好相碰并粘接在一起,然后继续运动.假设B和C碰撞过程时间极短.那么从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中,
求.
(1)A、B第一次速度相同时的速度大小;
(2)A、B第二次速度相同时的速度大小;
(3)弹簧被压缩到最短时的弹性势能大小.
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【题目】如图所示,自行车车轮的半径为 ,小齿轮的半径为
,大齿轮的半径为
.某种向自行车车灯供电的小发电机的上端有一半径为
的摩擦小轮紧贴车轮,当车轮转动时,因静摩擦作用而带动摩擦小轮转动,从而使发电机工作.在这四个转动轮中( )
A.摩擦小轮边缘质点的向心加速度最大
B.摩擦小轮的线速度最小
C.大、小齿轮的角速度之比为
D.小齿轮与摩擦小轮的角速度之比为
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【题目】图中所示为一皮带传动装置,右轮的半径为r,a是它边缘上的一点.左侧是一轮轴,大轮的半径为4r,小轮的半径为2r.b点在小轮上,到小轮中心的距离为r.c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上.若在传动过程中,皮带不打滑.则( )
A.a点与b点的线速度大小相等
B.a点与c点的线速度大小相等
C.a点与b点的角速度大小相等
D.a点与d点的向心加速度大小相等
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【题目】下列物理学成就取得的先后顺序,正确的是
①经典力学的创立 ②匀速运动和匀加速运动概念的提出
③广义相对论 ④狭义相对论 ⑤量子论
A.①②③④⑤B.①②④③⑤C.①②⑤④③D.②①⑤④③
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【题目】在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时,某学生将实验装置如图甲安装,准备接通电源后开始做实验.
(1)图中砂和砂桶的总质量为m,小车和砝码的总质量为M,实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小,试验中,为了使细线对小车的拉力等于小于所受的合外力,先调节滑轮的高度,使细线与长木板平行,接下来还需要进行的一项操作是
A.将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节m的大小,使小车在砂和砂桶的牵引下运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
B.将长木板的一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去砂和砂桶,给打点计时器通电,轻推一下小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
C.将长木板的一端垫起适当的高度,撤去纸带以及砂和砂桶,轻推一下小车.观察判断小车是否做匀速运动
D.当改变小车的质量时,需要重新平衡摩擦力
(2)实验中要进行质量M和m的选取,才能认为绳子的拉力约等于mg,以下最合理的一组是
A.M=100g,m=40g、50g、60g、80g、100g、120g
B.M=200g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
C.M=200g,m=40g、50g、60g、80g、100g、120g
D.M=400g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
(3)图乙是实验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E为5个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出.量出相邻的计数点之间的距离分别为SAB=4.22cm、SBC=4.65cm、SCD=5.08cm、SDE=5.49cm.已知打点计时器的工作周期为T=0.02s,则打点计时器打下c点时的速度大小为:VC=m/s(结果保留2位有效数字),小车的加速度的符号表达式为:a=(用上面的符号表示).
(4)在验证当小车的质量一定时,小车的加速度与合外力F的关系时,小华所在的实验小组根据实验数据作出了如图所示的a﹣F图象,其原因可能是;图线的斜率代表的物理意义是: .
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【题目】一物体运动的位移与时间关系x=6t﹣4t2(t以s为单位)则( )
A.这个物体的初速度为12 m/s
B.这个物体的初速度为6 m/s
C.这个物体的加速度为8 m/s2
D.这个物体的加速度为﹣8 m/s2
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