【題目】如圖是內(nèi)徑為R,外徑為2R的空心玻璃半圓柱體橫截面圖,在橫截面內(nèi),一束單色光射向圓柱體,折射光線恰好與圓柱體內(nèi)表面相切,已知玻璃對(duì)該光的折射率為n=,求:

(i)光線射向圓柱體時(shí)的入射角;

(ii)將光線向下平移,當(dāng)平移距離為h時(shí),折射光線在圓柱體內(nèi)表面恰好沒有進(jìn)入空心部分,求平移距離h。

【答案】(i) (ii)

【解析】

i)作出光路圖,由幾何知識(shí)求出折射角,由折射定律求入射角;

ii)光在圓柱體內(nèi)表面發(fā)生全反射,入射角等于臨界角,結(jié)合正弦定理進(jìn)行求解即可;

i)光路如圖:

設(shè)入射角為,折射角為,由幾何關(guān)系可以得到:

,解得:

由折射定律得到:,解得:;

ii)設(shè)平移后的光在圓柱體外表面的入射角為,折射角為,光路如上圖所示

由題可知折射光線在內(nèi)表面的入射角為臨界角C

由折射定律有:

由正弦定理可以得到:

聯(lián)立可以得到:,即

兩束光的間距為:

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】教師在課堂上做了兩個(gè)小實(shí)驗(yàn),讓小明同學(xué)印象深刻。第一個(gè)實(shí)驗(yàn)叫做旋轉(zhuǎn)的液體,在玻璃皿的中心放一個(gè)圓柱形電極,沿邊緣內(nèi)壁放一個(gè)圓環(huán)形電極,把它們分別與電池的兩極相連,然后在玻璃皿中放入導(dǎo)電液體,例如鹽水,如果把玻璃皿放在磁場中,液體就會(huì)旋轉(zhuǎn)起來,如圖甲所示。第二個(gè)實(shí)驗(yàn)叫做振動(dòng)的彈簧,把一根柔軟的彈簧懸掛起來,使它的下端剛好跟槽中的水銀接觸,通電后,發(fā)現(xiàn)彈簧不斷上下振動(dòng),如圖乙所示。下列關(guān)于這兩個(gè)趣味實(shí)驗(yàn)的說法正確的是( )

A. 圖甲中,如果改變磁場的方向,液體的旋轉(zhuǎn)方向不變

B. 圖甲中,如果改變電源的正負(fù)極,液體的旋轉(zhuǎn)方向不變

C. 圖乙中,如果改變電源的正負(fù)極,依然可以觀察到彈簧不斷上下振動(dòng)

D. 圖乙中,如果將水銀換成酒精,依然可以觀察到彈簧不斷上下振動(dòng)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為氫原子的能級(jí)示意圖,一群氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài),在向較低能級(jí)躍遷的過程中向外輻射能量。下列說法正確的是

A. 這群氫原子能發(fā)出三種頻率不同的光

B. n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)發(fā)出的光最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象

C. n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)發(fā)出的光子動(dòng)量最大

D. n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)發(fā)出的光照射逸出功為2.49eV的金屬鈉,產(chǎn)生的光電子初動(dòng)能一定為9.60eV

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,長為L=0.9m的細(xì)線,一端固定在O點(diǎn),另一端拴一質(zhì)量為m=0.05kg的小鋼球,現(xiàn)使小球恰好能在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng),即小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)線中拉力恰好為零。g=10m/s2。

(1)求小球通過最高點(diǎn)A時(shí)的速度vA;

(2)若小球通過最低點(diǎn)B時(shí),細(xì)線對(duì)小球的拉力T為小球重力的5倍,求小球通過最低點(diǎn)B時(shí)的速度vB。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)想用伏安法測(cè)定一塊精度很高的電壓表V(量程3V,內(nèi)阻20kΩ~40kΩ)的內(nèi)阻。并將其改裝成歐姆表,現(xiàn)有器材如下:

A.直流電源E(電動(dòng)勢(shì)4V.內(nèi)阻不計(jì));

B.電流表(量程150μA,內(nèi)阻約2kΩ);

C.電流表量程6mA,內(nèi)阻約300Ω);

D.電流表(量程0.6A,內(nèi)阻約1.0Ω);

E.滑動(dòng)變阻器(最大阻值10kΩ);

F.滑動(dòng)變阻器(最大阻值5Ω);

G.開關(guān)S.導(dǎo)線若干。

(1)為使實(shí)驗(yàn)誤差盡量減小,要求電壓表示數(shù)從零開始變化且多取幾組數(shù)據(jù),電流表應(yīng)選用 ________;滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用 ________ ;(填器材代號(hào))

(2)為達(dá)到上述目的,請(qǐng)?jiān)趫D甲的虛框中面出實(shí)驗(yàn)電路原理圖_____________ ,要求滑動(dòng)變阻器滑片由ab移動(dòng)時(shí)電壓表的示數(shù)逐漸增大。

(3)實(shí)驗(yàn)測(cè)得電壓表的內(nèi)阻為24.0kΩ,該同學(xué)用這電表與上述電源E及其中的一個(gè)滑動(dòng)變阻器改裝為歐姆表,并將電壓表表盤換成直接表示電阻的歐姆表表盤,如圖乙,則電壓表表盤上2V處對(duì)應(yīng)的電阻示數(shù)為________ kΩ。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,海上救援時(shí),一直升機(jī)懸停在空中,某質(zhì)量為70kg的救援人員在繩索的牽引下沿豎直方向從直升機(jī)下降到船上,運(yùn)動(dòng)的ν-t圖象(向下為正方向)如圖乙所示,則下列說法正確的是(g)(

A.救援人員在下降的過程中始終處于失重狀態(tài)

B.3s與最后2s,救援人員所受繩子的拉力之比為

C.救援人員在整個(gè)下降過程中,重力做的功為

D.3s與最后2s救援人員重力做功的平均功率相等

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,水平軌道AB段為粗糙水平面,BC 為一水平傳送帶,兩段平滑相接于B點(diǎn).一質(zhì)量為m1 kg 的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),靜止于A點(diǎn),AB距離為s2 m.已知物塊與AB段和BC段的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ0.5,g10 m/s2,sin 37°0.6,cos 37°0.8,不計(jì)空氣阻力.
(1)若給物塊施加一水平拉力F11 N,使物塊從靜止開始沿軌道向右運(yùn)動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)時(shí)撤去拉力,物塊在傳送帶靜止情況下剛好運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),求傳送帶的長度;

(2)(1)問中,若將傳送帶繞B點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)37°后固定(AB段和BC段仍平滑連接),要使物塊仍能到達(dá)C端,則在AB段對(duì)物塊施加拉力F應(yīng)至少多大.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】將一測(cè)力傳感器連接到計(jì)算機(jī)上就可以測(cè)量快速變化的力.如圖甲中點(diǎn)為單擺的固定懸點(diǎn),現(xiàn)將小擺球(可視為質(zhì)點(diǎn))拉至點(diǎn),此時(shí)細(xì)線處于張緊狀態(tài),釋放擺球,則擺球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)的、之間來回?cái)[動(dòng),其中點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)中的最低位置,,小于且是未知量.圖乙是由計(jì)算機(jī)得到的細(xì)線對(duì)擺球的拉力大小隨時(shí)間變化的曲線,且圖中時(shí)刻為擺球從點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻.試根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中(包括圖中)所給的信息求:(

1)單擺的振動(dòng)周期和擺長.

2)擺球的質(zhì)量.

3)擺球運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,不帶電物體A和帶電的物體B用跨過定滑輪的絕緣輕繩連接,A、B的質(zhì)量分別是2mm.勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧一端固定在水平面上,另一端與物體A相連,傾角為θ的絕緣斜面處于沿斜面向上的勻強(qiáng)電場中.開始時(shí),物體B受到沿斜面向上的外力F=3mgsinθ的作用而保持靜止,且輕繩恰好伸直.現(xiàn)撤去外力F,直到物體B獲得最大速度,且彈簧未超過彈性限度,不計(jì)一切摩擦.則在此過程中( )

A. 物體B所受電場力大小為

B. B的速度最大時(shí),彈簧的伸長量為

C. 撤去外力F的瞬間,物體B的加速度為

D. 物體A、彈簧和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加量等于物體B和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能的減少量

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