精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

【题目】军事科技领域发明了一种折射率为负值的特殊材料电磁波通过空气和这种材料时,电磁波的传播规律仍然不变,入射角和折射角的大小关系仍然遵从折射定律(此时折射角取负值,即折射角和入射角在法线一同侧。现有一该材料制作的半球平放在可以吸收光线的地面上,如图所示,以中心为坐标原点建立竖直平面坐标系。让左侧一束单色光从半圆的顶点入射,光在真空中传播的速度为c,该材料对该单色光的折射率为n=2.半球的半径为R

1)改变入射角度,问地面上光点横坐标的取值范围。

2)球求该色光在材料中传播的最长时间。

【答案】1)地面上光点横坐标的取值范围为[-R0]

2)该色光在材料中传播的最长时间为

【解析】

1)根据题意知,入射点是圆顶点,折射光线在法线的左侧,作出光路图。

根据|n|=,当入射角为90°,刚好折射角达到临界角,则有:n=

可得临界角为:r=30°

地面上光点横坐标的取值范围为[-R0]

2)光程最长对应的时间最长,最长的光程为:S=

光在材料中传播速度:v=

因此,该色光在材料中传播的最长时间为:t=

解得:t=

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示的坐标系xOy中,x<0y>0的区域内有沿x轴正方向的匀强电场,x≥0的区域内有垂直于xOy坐标平面向外的匀强磁场,x轴上A点的坐标为(-L0),y轴上D点的坐标为(0)有一个带正电的粒子从A点以初速度vA沿y轴正方向射入匀强电场区域,经过D点进入匀强磁场区域,然后经x轴上的C点(图中未画出)运动到坐标原点O。不计重力。求:

(1)粒子在D点的速度vD是多大?

(2)C点与O点的距离xC是多大?

(3)匀强电场的电场强度与匀强磁场的磁感应强度的比值是多大?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】甲、乙两车以相同的速率v0在水平地面上相向做匀速直线运动,某时刻乙车先以大小为a的加速度做匀减速运动,当速率减小到0时,甲车也以大小为a的加速度做匀减速运动.为了避免碰车,在乙车开始做匀减速运动时,甲、乙两车的距离至少应为(  )

A. B.

C. D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】“验证牛顿第二定律”的实验装置如图所示。按图设置好实验装置后,把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂钩码。

(1)同学在实验前准备了图中所示的实验装置及下列辅助器材:

A.交流电源、导线

B.直流电源、导线

C.天平(含配套砝码)

D.秒表

E.刻度尺

其中必要的器材是____________

(2)某同学正确进行实验后,打出了一条纸带如图所示。计时器打点的时间间隔为0.02s。从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离。则在打下点迹3时,小车运动的速度v=_____m/s(结果保留3位有效数字),该小车的加速度a=_____(结果保留3位有效数字);

(3)根据测量的实验数据作出的a-F图线不通过原点,请分析其主要原因是________________;图中图线(或延长线)与F轴截距的物理意义是______________

(4)在对上一问中的装置进行了调整后,a-F图线能够通过原点。为得到更多的数据点,该同学不断改变钩码质量,发现随着F增大,a-F图像由直线逐渐变为一条弯曲的图线,如图所示。图线在末端弯曲的原因是_____________________

A.所挂钩码的总质量太大

B.所用小车的质量太大

C.小车与轨道之间存在摩擦

D.导轨保持了水平状态

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】(1)从宏观现象中总结出来的经典物理学规律不一定都能适用于微观体系。但是在某些问题中利用经典物理学规律也能得到与实际比较相符合的结论。

例如,玻尔建立的氢原子模型,仍然把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动。他认为,氢原子中的电子在库仑力的作用下,绕原子核做匀速圆周运动。已知电子质量为m,元电荷为e,静电力常量为k,氢原子处于基态时电子的轨道半径为r1。氢原子的能量等于电子绕原子核运动的动能、电子与原子核系统的电势能的总和。已知当取无穷远处电势能为零时,系统的电势能,其中r为电子与氢原子核之间的距离,求处于基态的氢原子的能量。

(2)在微观领域,动量守恒定律和能量守恒定律依然适用。

a.在轻核聚变的核反应中,两个氘核()以相同的动能做相向的弹性正碰,假设该反应中释放的核能全部转化为氦核()和中子()的动能。已知氘核的质量,中子的质量,氦核的质量,其中1u相当于931MeV。请写出该核反应方程,并求出在上述轻核聚变的核反应中生成的氦核和中子的动能各是多少?(单位用MeV表示,结果保留1位有效数字)

b.裂变反应可以在人工控制下进行,用慢化剂中的原子核跟中子发生碰撞,使中子的速率降下来,从而影响裂变反应的反应速度。如图所示,一个中子以速度v与慢化剂中静止的原子核发生弹性正碰,中子的质量为m,慢化剂中静止的原子核的质量为M,而且Mm。为把中子的速率更好地降下来,现在有原子核的质量M大小各不相同的几种材料可以作为慢化剂,通过计算碰撞后中子速度的大小,并说明慢化剂中的原子核M应该选用质量较大的好还是质量较小的好。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】用波长为187.5nm的光照射阴极材料为钨的光电管,测量得到遏止电压为2.09V。已知普朗克常量为6.63×10-34J·s,真空中的光速为3×108m/se=1.6×10-19C,氢原子能级示意图如图所示。保持反向电压为2.09V,改用处于基态(n=1)的氢原子激发后辐射出的光子照射,为了使光电流不为零,最少应给氢原子提供的能量为( )

A.4.54eVB.6.63eVC.10.20eVD.12.09eV

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,小车放在光滑的水平面上,将系绳小球拉开到一定的角度,然后同时放开小球和小车,那么在以后的过程中(  )

A.小球向左摆动时,小车也向左运动,且系统水平方向动量守恒

B.小球向左摆动时,小车向右运动,且系统水平方向动量守恒

C.小球向左摆到最高点时,小球的速度为零而小车速度不为零

D.小球摆到最低点时,小车的速度达最大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某同学利用如图甲所示的装置探究物体的加速度a与所受合力F的关系。

图甲

①打点计时器使用的电源是______(选填选项前的字母)。

A.交流电源 B.直流电源

②他用小木块将长木板无滑轮的一端垫高,目的是平衡摩擦力。具体操作是:把木板垫高后,小车放在木板上,在不挂小桶且计时器______(选填打点不打点)的情况下,轻推一下小车若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其它阻力的影响。

实验时保持小桶和砝码的总质量远小于小车的质量,其目的是____选填选项前的字母)。

A小车所受的拉力近似等于小车所受的合力

B小车所受的拉力近似等于小桶和砝码的总重力

C保证小车运动的加速度不超过当地重力加速度

③图乙是实验中得到的一条纸带,ABCDEFG7个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。相邻的计数点之间的距离分别为: 。已知打点计时器的工作频率为50Hz,则小车的加速度a=________(结果保留两位有效数字)。

图乙

④另一位同学也利用图甲所示的装置做实验。他保持小桶和砝码的质量不变,改变放在小车中砝码的质量m,测出对应的加速度a假设已经完全消除了摩擦力和其它阻力的影响。他没有测量小车的质量,而是以为纵坐标,m为横坐标,画出图像。从理论上分析,下列图像正确的是_______

A B C D

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图1所示,竖直边界分别为PQ的区域宽度为4L,其内部分布着垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场,电场随时间变化的关系如图2所示,E>0表示电场方向竖直向上.在t0时刻,一带电量为+q、质量为m的带电微粒从边界P上的A点处水平射入该区域,先沿直线运动到某点,再经历一次完整的半径为L的匀速圆周运动,最后沿直线运动从边界Q上的B点处离开磁场,重力加速度为g.求:

(1) 2中的E0

(2) 微粒刚进入磁场时的速度v0及磁场的磁感应强度B

(3) 电场变化周期T的范围。

查看答案和解析>>

同步练习册答案