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如图所示,一个折射率为的三棱镜的截面为等腰直角△ABC,∠A为直角。此截面所在平面内的一束光线沿与AB边成θ角(θ<90°)的方向入射到AB边的中点P处,若要光线进入三棱镜后能射到AC边上且能在AC面上发生全反射,则cosθ应满足什么条件?


解:光由空气射向三棱镜,在AB边上发生折射,折射角为α,由折射定律   (2分)

当光由三棱镜射向空气,临界角为C时,发生全反射,所以(1分)

①要使光线能入射到AC边上,由几何关系  (1分) 联立解得 (1分)

②要使光线能在AC面上发生全反射,应有        (1分)

由几何关系  (1分)联立解得   (1分)

综上可得  (1分)


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,质量为mB=14kg的木板B放在水平地面上,质量为mA=10kg的木箱A放在木板B上,一根轻绳一端拴在木箱上,另一端拴在地面的木桩上,绳绷紧时与水平面的夹角θ=37°,已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1=0.5,木板B与地面之间的动摩擦因数μ2=0.4,重力加速度g取10m/s2,现用水平力F将木板B从木箱A下面匀速抽出, (sin37°=0.6,cos37°=0.8)

试求:(1)绳上张力FT的大小;     (2)拉力F的大小。

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科目:高中物理 来源: 题型:


一半径为R的半球面均匀带有正电荷Q,电荷Q在球心O处产生物的场强大小EO=,方向如图所示.把半球面分为表面积相等的上、下两部分,如图甲所示,上、下两部分电荷在球心O处产生电场的场强大小分别为ElE2;把半球面分为表面积相等的左、右两部分,如图乙所示,左、右两部分电荷在球心O处产生电场的场强大小分别为E3E4.则

A.E1>

B.E2=

C.E3>

D.E4=

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如图所示的电路中,理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2=22∶5,电阻R1=R2=25Ω,D为理想二极管,原线圈接u=220sin100πt(V)的交流电。则(       )

A.交流电的频率为100Hz

B.通过R2的电流为1A

C.通过R2的电流为A

D.变压器的输入功率为200W

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某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”,设计了如下实验,他的操作步骤是:

A.按如图摆好实验装置,

B.将质量M=0.20 kg的小车拉到打点计时器附近,并按住小车,

C.在总质量m分别为10 g、30 g、50 g的三种钩码中,挑选了一个质量为50 g的钩码挂在拉线的挂钩上,

D.接通打点计时器的电源(电源频率为f=50 Hz), 然后释放小车,打出一条纸带。

①多次重复实验,从中挑选一条点迹清晰的纸带如图所示。把打下的第一点记作“0”,然后依次取若干个计数点,相邻计数点间还有4个点未画出,用毫米刻度尺测得各计数点到0点距离分别为d1=0.0075 m,d2=0.03001m,d3=0.0675 m,d4=0.1200 m,d5=0.1875m,d6=0.2700 m,他把钩码重力(当地重力加速度g=9.8 m/s2)作为小车所受合力算出打下“0”点到打下“5”点合力做功。则合力做功=______ ,小车动能的改变量=______(结果保留三位有效数字)。

② 此次实验探究的结果,他没能得到“合力对物体做的功等于物体动能的增量”,且误差很大,显然,在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素。请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下,造成较大误差的主要原因是

                     ;                 。(写出两条即可)

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如图所示,已知某发电厂E通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2给用户供电。夏季来临时,各种大功率的用电器增多用户消耗的电功率变大。则下列说法正确的是

A.U2增大,且U2>U1

B.U4增大,且U4<U3

C.U3减小,输电线损耗功率增大

D.输电线损耗的功率占总功率的比例减小

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人骑自行车由静到动,除了要增加人和车的动能以外,还要克服空气及其他阻力做功。为了测量人骑自行车的功率,某活动小组进行了如下实验:在离出发线5m、10m、20m、30m、……70m的地方分别划上8条计时线,每条计时线附近站几个学生,手持秒表。听到发令员的信号后,受测者全力骑车由出发线启动,同时全体学生都开始计时。自行车每到达一条计时线,站在该计时线上的几个学生就停止计时,记下自行车从出发线到该条计时线的时间。实验数据记录如下(每个计时点的时间都取这几个同学计时的平均值):

运动距离x(m)

0

5

10

20

30

40

50

60

70

运动时间t (s)

0

2.4

4.2

6.3

7.8

9.0

10.0

11. 0

12.0

该活动小组处理数据如下:

各段距离△x(m)

0~5

5~10

10~20

20~30

30~40

40~50

50~60

60~70

平均速度v(m/s)

2.08

2.78

6.67

8.33

10.0

10.0

(1)自行车在每一路段内的速度变化不是很大,因此可以粗略的用每一段的平均速度代替该段的速度。请计算出上述表格中空缺的①、②处的数据:

①         (m/s);②        (m/s)。

(2)以纵轴v代表自行车在各段运动中的平均速度,横轴x代表运动中自行车的位置,试作出v~x图。(其中0~5m段的平均速度已画出)

(3)本次实验中,设学生和自行车在各段△x内所受阻力与其速度大小成正比(比例系数为K),则在各段平均阻力做功的表达式W=        (用题设字母表示);若整个过程中该同学骑车的功率P保持不变,则P=       (用题设字母表示)。

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如图甲所示的实验装置在力学实验中有重要的应用,设小车的总质量为M,小盘和盘中钩码总质量为m,打点计时器的周期为T,则:

(1)图乙是该装置做研究匀变速运动规律实验时得到的一条纸带,连续计时点A、B、C、D、E、F、G间距离如图所示。小车加速度大小的计算式应为a=

(2)下列关于该装置的应用正确的是:( )

A、可用图甲所示装置研究匀变速运动的规律,但要抬高木板的右端,以平衡摩擦力。

B、可用图甲所示装置探究加速度与力和质量的关系,平衡摩擦力时,小车应穿上纸带,在小盘和钩码的拉动下恰好匀速运动

C、可用图甲所示装置探究动能定理,要定量研究小车合外力的功和动能变化关系时,需要平衡摩擦力,同时还要满足m<<M

D、可用图甲所示装置验证小车和钩码组成系统的机械能守恒,但要抬高木板的右端,以平衡摩擦力

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如图所示,有一热气球,球的下端有一小口,使球内外的空气可以流通,以保持球内外压强相等,球内有温度调节器,以便调节球内空气的温度,使气球可以上升或下降,设气球的总体积V=500m(球壳体积忽略不计),除球内空气外,气球质量M=180kg。已知地球表面大气温度T=280K,密度ρ=1.20kg/m,如果把大气视为理想气体,它的组成和温度几乎不随高度变化。

Ⅰ.为使气球从地面飘起,球内气温最低必须加热到多少?

Ⅱ.当球内温度为480K时,气球上升的加速度多大?

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