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【题目】如图所示是一个水平横截面为圆形的平底玻璃缸,玻璃缸深度为,缸底面圆心处有一单色点光源,缸中装有某种液体,深度为点为液面的圆心,垂直于水平面。用面积为的黑纸片覆盖在液面上,则液面上方恰好无光线射出。若在上述黑纸片上,以为圆心剪出一个面积为的圆孔,把余下的黑纸环仍放置在液面上原来的位置,使所有出射光线都从缸口射出,则缸口的最小面积为多少?

【答案】

【解析】

用面积为的黑纸片覆盖在液面上,液面上方恰好无光线射出,则从点光源发出的光线射到黑纸片的边缘处恰发生全反射,临界角为,光路图如图甲所示。

由几何关系得

由全反射知识有

解得

剪出一个面积为圆孔后,设透光部分的半径为,射出光线的最大入射角为,对应的折射角为,光路图如图乙所示。

由几何关系得

根据折射定律有

缸口的最小半径为

缸口的最小面积为

解得

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,L1L2为两个相同的灯泡,线圈L的直流电阻不计,灯泡L1与理想二极管D相连,下列说法中正确的是(  )

A.闭合开关S后,L1会逐渐变亮B.闭合开关S稳定后,L1不亮

C.断开S的瞬间,L1会逐渐熄灭D.断开S的瞬间,a点的电势比b点高

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,粗细均匀、横截面积为S的足够长的导热细玻璃管竖直放置,管内用质量为m的水银柱密封着一定质量的理想气体,当环境温度为T,大气压强为p0时,理想气体的长度为L0,现保持温度不变将玻璃管缓慢水平放置。重力加速度为g,不计摩擦,水银始终没有从管口溢出

(1)求稳定后气柱的长度

(2)若将环境温度降为,将玻璃管平放于光滑水平桌面上并让其以加速度a向左做匀加速直线运动(如右图所示),求稳定后的气柱长度。

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某实验小组用单摆测量当地重力加速度,实验装置如图甲所示,处理数据时π3. 14

1)以下说法正确的是_______________

A.摆球应选择体积小的、质量大的

B.细线伸缩性要尽量小,长度大约1m

C.计时的起点和终点应选择摆球摆至最低点时

D.摆球的最大摆角大约为45°最好

E.细线上端应选择如图乙所示的悬挂方式

2)该实验小组首先利用游标卡尺测量摆球的直径,如图丙所示,则小球直径d =_________cm

3)用细线将摆球悬挂好后,该实验小组又用刻度尺测得细线悬挂点到摆球上端的距离为1. 09 m;用秒表测得摆球完成30次全振动的时间为63. 0 s,根据测量的数据计算得出当地重力加速度g =_______m/s2 (结果保留三位有效数字)。

4)为使实验结果精确,该实验小组通过改变摆长又做了多次实验,用L表示摆长,T表示振动周期,根据实验数据做出的T2L图象为一条过原点的直线,图线的斜率k=4. 00s2/m,由图象可得当地重力加速度g=_________m/s2 (结果保留三位有效数字)。

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【题目】如图所示,质量分别为m1=1kg、m2=2kg的滑块A和滑块B叠放在光滑水平地面上,AB之间的动摩擦因数μ=0.5,拉力F作用在滑块A上,拉力F0开始逐渐增大到

7N的过程中,下列说法正确的是(  )

A.F>5N时,A、B发生了相对滑动

B.始终保持相对静止

C.从一开始就发生了相对滑动

D.开始相对静止,后来发生相对滑动

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】走钢丝是一种传统的杂技项目,如图所示表演者手拿长杆在钢丝绳上移动,并在高空进行惊悚演出,则

A. 人对钢丝的压力与钢丝对人的支持力是平衡力

B. 表演者在倾斜的钢丝上缓慢移动过程中,所受的钢丝的支持力始终等于人和杆重力

C. 表演者受到钢丝的作用力方向与人(包括杆)的重心在同一条直线上

D. 表演者手拿长杆会使整体重心升高,从而更容易保持平衡

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【题目】如图所示,两个竖直圆弧轨道固定在同一水平地面上,半径R相同,左侧轨道由金属凹槽制成,右侧轨道由金属圆管制成,均可视为光滑。在两轨道右侧的正上方分别将金属小球AB由静止释放,小球距离地面的高度分别为hAhB下列说法正确的是(  )

A.若使小球A沿轨道运动并且从最高点飞出,释放的最小高度为3R

B.若使小球B沿轨道运动并且从最高点飞出,释放的最小高度为2.5R

C.适当调整hA,可使A球从轨道最高点飞出后,恰好落在轨道右端口处

D.适当调整hB,可使B球从轨道最高点飞出后,恰好落在轨道右端口处

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】打点计时器是高中经常用的一种仪器,其中电火花打点计时器的工作电压是___V_____电(填交流、直流)。当交流电的频率是50Hz时,打点计时器每隔______s打一个点。实验应该先接通电源还是先松开纸带:_______________,某次实验中小车拉动纸带用打点计时器打得的一条纸带如图所示,01234为计数点,每两计数点之间还有四个点未画出,则相邻两计数点的时间为______s,量得,则该小车____(填是、不是)匀加速运动,小车的加速度是______m/s2,打2点时小车速度是_____m/s

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图,质量为m的小球用长L(未知)的轻绳悬挂在距水平地面高为HO点。现将细绳拉直至水平状态无初速度释放小球,一直运动至悬点O的正下方B点。若在最低点时突然剪断轻绳,小球将平抛落在水平地面上C点。不计空气阻力,重力加速度为g。则(  )

A.刚运动到B点时小球对绳子的拉力大小为3mg

B.绳子越短,小球刚到最低点对绳子拉力越大

C.要想剪断绳子后,C点和O点间水平距离x最大,绳长L应该取

D.绳子越长,在最低点小球速度越大。剪断绳子后,C点和O点间水平距离x也越大

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