【題目】如圖所示,一橫截面為環(huán)形的均勻玻璃管,內(nèi)圓半徑為R,外圓半徑為2R,圓心為O,PQ為過圓心的水平直線。細光束a平行于PQ射到玻璃管上,入射方向恰好與內(nèi)圓相切。已知光在真空中的速度為c=3×108m/s。

(i)試證明無論該玻璃的折射率多大,光束a經(jīng)過一次折射后在內(nèi)圓邊界處發(fā)生全反射;

(ii)若玻璃環(huán)的折射率為n=,光束a經(jīng)過-次折射和一次全反射,從玻璃管的外圓邊界射出(不考慮多次反射情況),則光線a在玻璃中傳播的時間t為多少?(=2.646,計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

【答案】(i)見解析;(ii)t=1.1R×10-8s

【解析】

(i)如圖

A點入射由折射定律可得

由幾何關(guān)系可得

ABO中由正弦定理得

由全反射臨界角規(guī)律可得

由以上各式可得

(ii)B點全反射后光線為BE,如圖

由對稱性可知

AB=BE=x

ABO中由余弦定理可得

由折射率

則時間為

聯(lián)立得t=1.1R×10-8s

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,有四列簡諧波同時沿x軸正方向傳播,波速分別是v、、、a、bx軸上所給定的兩點,且.t時刻a、b兩點間四列波的波形分別如圖所示,則由該時刻起a點出現(xiàn)波峰的先后順序依次是圖_________;頻率由高到低的先后順序依次是圖__________.

A. B. C. D.

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【題目】將兩點電荷分別固定在x軸上的A、B兩點,其坐標分別為(-4,0)(20),B處點電荷帶電量絕對值為Q,兩點電荷連線上各點電勢x變化的關(guān)系如圖所示,其中x=0處電勢最高,x軸上M、N兩點的坐標分別為(-1,0)(1,0),靜電力常量為k,則下列說法正確的是(  )

A.兩點電荷一定為異種電荷

B.M點的電場強度大于N點的電場強度

C.M點電場強度大小為

D.正的試探電荷由M點運動到N點的過程,電勢能先增大后減小

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【題目】斜劈A放在水平地面上,質(zhì)量為的物體B在外力的共同作用下,沿斜劈表面向下運動。水平向右,沿斜劈表面向下,斜劈A靜止受到地面的摩擦力方向向左。若撤去某個力,在B仍向下運動,斜劈A仍靜止的情況下,則下列說法中正確的是( 。

A.若只撤去,B仍向下運動,則A受地面摩擦力方向不變

B.若只撤去B仍向下運動,則A受地面摩擦力方向可能向右

C.若只撤去B仍向下運動,則A受地面摩擦力方向不變

D.若只撤去B仍向下運動,則A所受地面摩擦力方向可能向右

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,傾角為的斜面上靜置一質(zhì)量為的薄木板,木板的長度為,質(zhì)量的物塊(可視為質(zhì)點)以初速度沿木板頂端運動,物塊與木板之間的動摩擦因數(shù),木板與斜面之間的動摩擦因數(shù),斜面的底端固定一垂直于斜面的擋板,木板的下端距離擋板為,木板與擋板碰撞后立即粘在一起停止運動。設(shè)物塊與木板之間、木板與斜面之間的動摩擦力等于最大靜摩擦力,則(重力加速度)

(1)物塊落到斜面上后,木板經(jīng)過多長時間與擋板相碰;

(2)木板與擋板碰前的速度;

(3)物塊總共發(fā)生的位移。

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【題目】現(xiàn)有三束單束光,其波長關(guān)系為.當用光束照射某種金屬板時能發(fā)生光電效應(yīng),飛出的光電子最大動能為,若改用光束照射該金屬板,飛出的光電子最大動能為,當改用光束照射該金屬板時(

A.能發(fā)生光電效應(yīng),飛出的光電子最大動能為

B.能發(fā)生光電效應(yīng),飛出的光電子最大動能為

C.能發(fā)生光電效應(yīng),飛出的光電子最大動能為

D.由于光束光子能量最小,該金屬板不會發(fā)生光電效應(yīng)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】的速度豎直向上拋出一物體,忽略空氣阻力影響,則物體上升的最大高度________;物體的重力勢能為動能的一半時,物體離拋出點的高度_______;物體的重力勢能和動能相等時,物體離拋出點的高度________;物體的動能是勢能的一半時,物體離拋出點的高度_________;物體的速度減為時,物體離拋出點的高度_________

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【題目】用圖甲所示的電路,測定一節(jié)舊干電池的電動勢和內(nèi)阻。除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外,可供使用的實驗器材還有:

雙量程電流表:A(量程0~0.6A0~3A

雙量程電壓表:V(量程0~3V,0~15V

滑動變阻器:(阻值范圍0~10Ω,額定電流2A);(阻值范圍0~100Ω,額定電流1A

(1)為了調(diào)節(jié)方便,測量精度更高,實驗中應(yīng)選用電流表的量程為______A,電壓表的量程為_______V,應(yīng)選用滑動變阻器________(填寫滑動變阻器符號)。

(2)根據(jù)圖甲將圖乙中的實物正確連接,注意閉合開關(guān)時滑動變阻器的滑片P應(yīng)處于正確的位置并選擇正確的電表量程進行連線_____________。

(3)通過多次測量并記錄對應(yīng)的電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U,利用這些數(shù)據(jù)在圖丙中畫出了U-I圖線。由圖線可以得出此干電池的電動勢E=_____V(保留3位有效數(shù)字),內(nèi)電阻r=______Ω(保留2位有效數(shù)字)。

(4)引起該實驗的系統(tǒng)誤差的主要原因是______

A.由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比電源實際輸出的電流小

B.由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比電源實際輸出的電流大

C.由于電流表的分壓作用造成電壓表讀數(shù)總是比路端電壓小

D.由于電流表的分壓作用造成電壓表讀數(shù)總是比路端電壓大

(5)某同學(xué)利用如圖所示的電路測定干電池的電動勢和內(nèi)電阻,經(jīng)過正確的操作獲得了若干組實驗數(shù)據(jù),據(jù)此描繪出的U-I圖像(其中U、I分別為電壓表和電流表的讀數(shù))如下圖中的實線所示______。

A. B. C. D。

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【題目】如圖所示,輕且不可伸長的細繩懸掛質(zhì)量為的小圓球,圓球又套在可沿水平方向移動的框架槽內(nèi),框架槽在豎直方向,其質(zhì)量為.自細繩靜止于豎直位置開始,框架在的水平恒力作用下移至圖中位置,此時細繩與豎直方向夾角為30°.繩長為0.2m,不計一切摩擦,g.問:

(1) 此過程中重力對小圓球做功為多少?

(2) 外力F做功為多大?

(3) 小圓球在此位置的瞬時速度大小是多少?(設(shè)此位置小圓球速度與框架槽速度間關(guān)系為

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