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【題目】現一透明半圓柱體玻璃磚,半徑為R、長為L,如圖1所示。一平行光束從半圓柱體的矩形表面垂直射入,O點是橫截面的圓心,虛線OO是過圓心O與矩形表面垂直的直線,如圖2所示,已知光速為c,玻璃對該色光的折射率為

(1)求圓弧側面上有光線出射的面積;(不考慮二次反射)

(2)某入射光線從距離虛線OO0.5R處入射,經球面折射后與OO有交點,求該光線從進入半球到該交點的運動時間?(已知sin15

【答案】(1)(2)

【解析】

(1)半圓柱體的橫截面如圖所示,OO為半徑,從頂面上A點入射的光線在B點處恰好滿足全反射條件,入射角恰好等于臨界角C

由折射定律得

由幾何關系得

OOB=θ

則有光線從柱面射出的柱面面積

(2)時,入射角為i,折射角為r,在中,有

考慮在B點折射,由折射定律有

解得

設從B點的出射光線交軸于C點,由圖可知,在中,,可得

則有

解得

光在玻璃中傳播速度為

光從A點傳播到C點的時間為

解得

練習冊系列答案
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【題目】鉛球是田徑運動的投擲項目之一,它可以增強體質,特別是對發展軀干和上下肢的力量有顯著作用。如圖所示,某同學斜向上拋出一鉛球,若空氣阻力不計,圖中分別是鉛球在空中運動過程中的水平位移、速率、加速度和重力的瞬時功率隨時間變化的圖象,其中正確的是(

A.B.C.D.

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A.該彈簧的勁度系數為20N/m

B.當彈簧壓縮量時,小球處于超重狀態

C.小球剛接觸彈簧時速度最大

D.從小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的過程中,小球的加速度先減小后增大

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【題目】某同學設計了如圖甲所示的電路來測量電源的電動勢及電阻的阻值。

實驗器材有:待測電源(不計內阻),待測電阻,待測電阻,電壓表V(量程為,內阻很大),電阻箱(阻值范圍為),單刀單擲開關,單刀雙擲開關,導線若干。

1)先測電阻的阻值。請將該同學的操作補充完整:

A.閉合開關,將開關連接觸點,讀出電壓表示數

B.閉合開關,將開關連接觸點,調節電阻箱,使電壓表的示數仍為,同時讀出電阻箱的示數

C.AB知電阻 __________

2)繼續測電源的電動勢和電阻的阻值,該同學的做法是:閉合開關,將開關連接觸點,多次調節電阻箱,讀出多組電阻箱示數和對應的電壓表示數。由測得的數據,繪出了如圖乙所示的圖線,則電源電動勢 __________(保留三位有效數字),電阻 __________(保留兩位有效數字)

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【題目】如圖所示,AB兩滑塊質量分別為2kg4kg,用一輕繩將兩滑塊相連后分別置于兩等高的光滑水平面上,并用手按著滑塊不動,第一次是將一輕質動滑輪置于輕繩上,然后將一質量為4kg的鉤碼C掛于動滑輪上,只釋放A而按著B不動;第二次是將鉤碼C取走,換作豎直向下的40N的恒力作用于動滑輪上,只釋放B而按著A不動。重力加速度g10m/s2,則兩次操作中AB獲得的加速度之比為(

A.21B.53C.43D.23

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【題目】如圖所示,用ab兩種不同頻率的光分別照射同一金屬板,發現當a光照射時驗電器的指針偏轉,b光照射時指針未偏轉,以下說法正確的是(  )

A.增大a光的強度,驗電器的指針偏角一定減小

B.a光照射金屬板時驗電器的金屬小球帶負電

C.a光在真空中的波長小于b光在真空中的波長

D.a光在真空中的速度大于b光在真空中的速度

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【題目】利用如圖所示的電路研究光電效應現象,其中電極K由金屬鉀制成,其逸出功為2.25V。用某一頻率的光照射時,逸出光電子的最大初動能為1.50eV,電流表的示數為I。已知普朗克常量約為6.6×1034Js,下列說法正確的是( )

A. 金屬鉀發生光電效應的截止頻率約為5.5×1014Hz

B. 若入射光頻率加倍,光電子的最大初動能變為3.00eV

C. 若入射光頻率加倍,電流表的示數變為2I

D. 若入射光頻率加倍,遏止電壓的大小將變為5.25V

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【題目】圖甲,用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律,即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系。

(1)實驗中,直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是,可以通過僅測量__________(填選項前的符號),間接地解決這個問題。

A.小球開始釋放的高度h

B.小球拋出點距地面的高度H

C.小球做平拋運動的射程

(2)圖甲中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影。實驗時,先讓入射球m1多次從斜軌上S位置由靜止釋放,找到其平均落地點的位置______,測量平拋射程______。然后,把被碰小球m2靜置于軌道上O點正上方,再將入射球m1從斜軌上S位置由靜止釋放,與小球m2相碰,并多次重復。接下來要完成的必要步驟是_____。(填選項前的符號)

A.用天平測量兩個小球的質量m1m2

B.測量小球m1,開始釋放的高度h

C.測量拋出點距地面的高度H

D.分別找到m1m2相碰后平均落地點的位置MN

E.測量平拋射程OMON

(3)若兩球相碰前后的動量守恒,其表達式可表示為__________(用(2)中測量的量表示);若碰撞是彈性碰撞,那么還應滿足的表達式為__________(用(2)中測量的量表示)。

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1)若 v04m/s,求碰后 ab 兩球的速度大小:

2)若 a 球恰好能運動到 B 點,求 v0的大小,并通過分析判斷此情況下 b 球能否通過 P 點。

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