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【题目】如图所示,为玻璃材料制成的一棱镜的截面图,AEFB为四分之一圆弧BCDO为矩形,一细光束从圆弧的中点E沿半径射入棱镜后,在圆心O点恰好发生全反射,经CD面反射,再从圆弧的F点射出,已知OA=a ,光在真空中的传播速度为c,求:

①从F点射出的光线与法线夹角的正弦值;

②从F点射出的光在棱镜中传播的时间t

【答案】

【解析】【试题分析】(1)先作出光路图,根据几何关系得出临界角,由全反射临界角公式求出折射率n.由几何知识求得光线在F点的入射角,由折射定律求解出射光线与法线夹角的正弦值.(2)光在棱镜中的传播速度.由几何知识求出光线在棱镜中传播的距离s,由求解传播的时间.

做出光路图如图.

根据几何关系可知,临界角为C=45°

根据反射定律得,

, s

根据折射定律得

解得

光在棱镜中的传播速度

由几何知识得,光线传播的路程为

光在棱镜中传播的时间

所以

练习册系列答案
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【题目】甲、乙为两颗地球卫星,其中甲为地球同步卫星,乙的运行高度低于甲的运行高度,两卫星轨道均可视为圆轨道以下判断正确的是

A. 甲的周期小于乙的周期

B. 乙的速度大于第一宇宙速度

C. 甲的加速度小于乙的加速度

D. 甲在运行时能经过北极的正上方

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【题目】如图所示,竖直平面内的3/4圆弧形不光滑管道半径R=0.8m,A端与圆心O等高,AD为水平面,B点为管道的最高点且在O的正上方。一小球质量m=0.5kg,在A点正上方高h=2.0m处的P点由静止释放,自由下落至A点进入管道并通过B点,过B点时,上管壁对小球的压力为F=5N,最后落到AD面上的C点处。不计空气阻力。g=10m/s2。求:

(1)小球过B点时的速度vB是多大?

(2)小球在管道内运动的过程中,克服摩擦阻力做的功W是多大?

(3)选AD所在水平面为重力势能参考平面,小球落到C时,机械能EC是多大?

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【题目】某兴趣小组遥控一辆玩具车,使其在水平路面上由静止启动,在前2s内做匀加速直线运动,2s末达到额定功率,2s到14s保持额定功率运动,14s末停止遥控,让玩具车自由滑行,其v-t图象如图所示。可认为整个过程玩具车所受阻力大小不变,已知玩具车的质量为m=2kg,(取g=10 m/s2),求:

(1)玩具车所受阻力为多大?

(2)玩具车在8s末时,牵引力的瞬时功率?

(3)玩具车在整个过程中的总位移?

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【题目】某同学设计了一个用打点计时器做“验证动量守恒定律”的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速运动,然后与原来静止的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动.他设计的具体装置如图甲所示,在小车后连接着纸带,电火花打点计时器使用的电源频率为50 Hz,长木板垫着小木片以平衡摩擦力.

(1)若已得到打点纸带如图乙所示,并测得各计数点间距(标在图上)A为运动起点,则应该选择________段来计算A碰前的速度,应选择________段来计算AB碰后的共同速度.(以上空格选填“ABBCCDDE)

(2)已测得小车A的质量m10.40 kg,小车B的质量m20.20 kg,由以上测量结果可得碰前m1v0________ kg·m/s;碰后(m1m2)v________ kg·m/s.(结果保留三位有效数字)由此得出结论________________

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【题目】光滑水平面上有一边长L=0.10m的单匝均匀正方形导线框abcd,质量m=1.0kg,电阻R=0.10Ω。在竖直方向存在有平行边界的匀强磁场,ab边恰好位于磁场左边界上,其俯视图如图一所示。t=0时,线框以初速V0在恒力F的作用下进入匀强磁场,已知线框从Ⅰ位置到Ⅱ位置过程中的v-t图像如图2所示,且在t=0时Uab=1.5V,则

A. t=0时线框中的感应电动势为1.5V

B. 线框在离开磁场的过程中克服安培力做的功为1.55J

C. 恒力F的大小为1N

D. 线框进入磁场的过程中通过线框截面的电荷量为1.0C

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【题目】关于弹力和摩擦力之间的关系,下列说法正确的是( )

A. 有弹力一定有摩擦力

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D. 摩擦力越大,弹力也越大

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C. 若斜面光滑,则滑块下滑过程中重力所做的功等于滑块机械能的增加量

D. 若斜面粗糙,则滑块下滑过程中重力所做的功等于滑块动能的增加量

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