【題目】如圖所示,一個(gè)圓柱形水桶的底面半徑和高相等,在其底部的正中間O點(diǎn)有一個(gè)點(diǎn)光源,在水桶內(nèi)加入一定深度的水后,從水面上A點(diǎn)射出的光,恰好經(jīng)過水桶口邊緣的D點(diǎn)。已知BC為水桶直徑,BAAC=52,DCCE=34。求:

1)水對(duì)該單色光的折射率;

2)若在水面上放置一遮光圓盤,圓盤的中心始終在O點(diǎn)正上方,使點(diǎn)光源發(fā)出的光無論照射到水面上任何位置,都不能射出水面,求該遮光圓盤的面積至少應(yīng)為水面面積的多少倍?(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

【答案】120.42

【解析】

考查光的折射和全反射。

1)光路圖如圖所示:

設(shè)水桶的半徑為R,則有:

,

設(shè)光的折射角為i,入射角為 ,則有:

由折射定律:

解得:;

2)由題意,當(dāng)點(diǎn)光源發(fā)出的光照射到水面發(fā)生全反射時(shí),光不在射出水面。設(shè)光線入射到點(diǎn)時(shí)恰好發(fā)生全反射,則有:

設(shè)光線在水面恰好發(fā)生全反射的位置到O點(diǎn)的水平距離為x,則有:

所以遮光圓盤的面積至少應(yīng)為:

遮光圓盤的面積與水面面積之比為:

聯(lián)立解得:,

即遮光圓盤的面積至少應(yīng)為水面面積的0.42倍。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩平行金屬板AB長為L8 cm,兩板間距離d8 cm,A板比B板電勢高300 V,一帶正電的粒子電荷量為q1.0×1010C,質(zhì)量為m1.0×1020kg,沿電場中心線RO垂直電場線飛入電場,初速度v02.0×106m/s,粒子飛出電場后經(jīng)過界面MNPS間的無電場區(qū)域,然后進(jìn)入固定在O點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q形成的電場區(qū)域(設(shè)界面PS右側(cè)點(diǎn)電荷的電場分布不受界面的影響).已知兩界面MN、PS相距為12 cm,D是中心線RO與界面PS的交點(diǎn),O點(diǎn)在中心線上,距離界面PS9 cm,粒子穿過界面PS做勻速圓周運(yùn)動(dòng),最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏bc上。(靜電力常量k9.0×109N·m2/C2,粒子的重力不計(jì))

1)求粒子穿過界面MN時(shí)偏離中心線RO的距離多遠(yuǎn)?到達(dá)PS界面時(shí)離D點(diǎn)多遠(yuǎn)?

2)在圖上粗略畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。

3)確定點(diǎn)電荷Q的電性并求其電荷量的大小。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為真空中兩點(diǎn)電荷AB形成的電場中的部分電場線,已知該電場線關(guān)于圖中虛線對(duì)稱,O點(diǎn)為A、B兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn),a、bA、B兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn),則下列說法中正確的是( )

A.A、B可能為等量異號(hào)點(diǎn)電荷

B.A、B可能為電荷量不相等的正電荷

C.a、b兩點(diǎn)處無電場線,故其電場強(qiáng)度可能為零

D.同一試探電荷在a、b兩點(diǎn)處所受的電場力大小相等,方向相反

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=2s時(shí)的波形圖,此時(shí)距波源x=6m處的質(zhì)點(diǎn)M剛好從平衡位置開始振動(dòng)。圖乙為該波波源的振動(dòng)圖像,N為波傳播方向上距波源x=11m處的質(zhì)點(diǎn)。下列說法正確的是(

A.該波的波速為1m/s

B.此時(shí)質(zhì)點(diǎn)M的速度方向沿y軸負(fù)方向

C.質(zhì)點(diǎn)Nt=8s時(shí)第一次到達(dá)波峰位置

D.t=4s時(shí),x=7.5m的質(zhì)點(diǎn)的加速度方向沿y軸負(fù)方向

E.質(zhì)點(diǎn)M和質(zhì)點(diǎn)N的振動(dòng)方向始終相反

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在豎直放置的光滑半圓弧絕緣細(xì)管的圓心O處固定一點(diǎn)電荷將質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小球從圓弧管的水平直徑端點(diǎn)A由靜止釋放,小球沿細(xì)管滑到最低點(diǎn)B時(shí),對(duì)管壁恰好無壓力.

(1)求固定于圓心處的點(diǎn)電荷在AB弧中點(diǎn)處的電場強(qiáng)度大。

(2)若把O處固定的點(diǎn)電荷拿走,加上一個(gè)豎直向下、電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場,帶電小球仍從A點(diǎn)由靜止釋放下滑到最低點(diǎn)B時(shí),小球?qū)Νh(huán)的壓力多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,虛線P、Q、R間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相反的勻強(qiáng)磁場,磁場方向均垂直于紙面,磁場寬度均為L.一等腰直角三角形導(dǎo)線框abc,ab邊與bc邊長度均為Lbc邊與虛線邊界垂直.現(xiàn)讓線框沿bc方向勻速穿過磁場區(qū)域,從c點(diǎn)經(jīng)過虛線P開始計(jì)時(shí),以逆時(shí)針方向?yàn)閷?dǎo)線框感應(yīng)電流i的正方向,則下列四個(gè)圖像中能正確表示it圖像的是( )

A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們欲探究做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系,他們在實(shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置。如圖為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶,現(xiàn)選取紙帶中的BK兩點(diǎn)來探究滑塊所受合外力做功與滑塊動(dòng)能變化的關(guān)系。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T,重力加速度為g。在本實(shí)驗(yàn)中需要測量的物理量有:砂和砂桶的質(zhì)量m1、滑塊的質(zhì)量m2,AC間的距離s1,JL間的距離s2,BK間的距離s。本實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果的表達(dá)式為________________。(用測量物理量相應(yīng)的字母表示)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,水平導(dǎo)軌間距為L0.5 m,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì);導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m1 kg,電阻R00.9 Ω,與導(dǎo)軌接觸良好;電源電動(dòng)勢E10 V,內(nèi)阻r0.1 Ω,電阻R4 Ω;外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B5 T,方向垂直于ab,與導(dǎo)軌平面成夾角α53°;ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ0.5(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力),定滑輪摩擦不計(jì),線對(duì)ab的拉力為水平方向,重力加速度g10 m/s2ab處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知sin 53°0.8cos 53°0.6。求:

1)通過ab的電流大小和方向;

2ab受到的安培力大;

3)重物重力G的取值范圍。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用控制變量法,可以研究影響平行板電容器的電容大小因素,如圖所示,平行板電容器的 極板 A 與一靜電計(jì)相接,極板 B 接地,若極板 B 稍向上移動(dòng)一點(diǎn),由觀察到的靜電計(jì)的指針變 , 結(jié) 據(jù) ( )

A.極板上的電量幾乎不變,靜電計(jì)指針張角變小

B.極板上的電量幾乎不變,靜電計(jì)指針張角變大

C.兩極板間的電壓不變,靜電計(jì)指針張角變大

D.兩極板間的電壓不變,靜電計(jì)指針張角變小

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