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20.如图为一圆柱形中空玻璃管示意图,玻璃的折射率为$\sqrt{3}$,管的内壁涂有一层吸光材料,管内径为R,外径为2R.一束平行光沿垂直于圆柱中心轴线方向射向玻璃管,为保证这束光经一次折射后全部照射到吸光材料上,光束的宽度D应满足什么条件?

分析 根据折射定律和全反射的条件,结合几何关系求出入射角i满足的条件,即可得到光束的宽度D.

解答 解:设入射光AB恰好被吸收,则其光路如图,由几何关系可知,折射角:γ=30°;

由折射定律可得:n=$\frac{sini}{sinγ}$,知入射角:i=60°;
故D=2×2Rsin60°=2$\sqrt{3}$R
答:光束的宽度D应满足D≤2$\sqrt{3}$R.

点评 本题考查了光的折射、全反射的知识,能正确充分利用数学知识是解决此类问题的关键.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

7.如图为某同学设想的粒子速度选择装置,由水平转轴及两个薄盘N1,N2构成,两盘面平行且与转轴垂直,相距为L,盘上各开一狭缝,两狭缝夹角θ可调,一小束速度不同的带电粒子(重力不计)沿水平方向射入N1,能通过N2的粒子的速度为(  )
A.只能为$\frac{Lθ}{ω}$B.只能为$\frac{Lω}{θ}$C.可能为$\frac{Lθ}{ω}$D.可能为$\frac{Lω}{θ}$

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

11.如图所示,在某种介质中的一条直线上两个振动源A、B相距6m,振动频率相等,C为AB中点,D距B1.5m.t0=0时刻A、B开始振动,振幅相等,振动图象如图所示.若A向右传播的波与B向左传播的波在t1=0.3s时相遇,则(  )
A.t2=0.3s时刻C点经过平衡位置且振动方向向上
B.在两列波相遇过程中,C质点总是比D质点离开平衡位置的位移大
C.两列波在A、B间的传播速度均为10m/s
D.两列波的波长都是4m

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8.在地面上某处将一金属小球竖直向上抛出,上升一定高度后再落回原处,若不考虑空气阻力,取向上为正方向,则下列图象能正确反映小球的速度v、加速度a、位移x和动能Ek随时间变化关系的是(  )
A.B.C.D.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

15.某研究性学习小组用如图所示装置做“验证牛顿第二定律”实验.
①除图中实验器材外,还准备了低压交流电源、导线、复写纸片、纸带、垫木,要完成该实验,你认为还需要的实验器材有天平和刻度尺.
②实验时保持盘及盘中砝码的质量m一定,验证加速度与小车(包括车中砝码)质量M的关系,以下做法正确的是C
a.平衡摩擦力时,应将长木板带有滑轮的一端适当垫高
b.平衡摩擦力时,应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
c.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力
d.实验时,先放开小车,再接通电源.

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

5.如图1所示,B为理想变压器,输入电压u保持不变,R为定值电阻,电压表和电流表均为理想电表.开关S闭合前灯泡L1上的电压u1随时间变化的规律如图2所示.当开关S闭合后,下列说法正确的是(  )
A.电流表A1的示数变大B.电流表A2的示数变小
C.电压表V的示数变大D.灯泡L1的电压有效值小于220V

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

12.如图所示,Q1、Q2分别为等量正点电荷,间距为L,AB为两点电荷的连线所在的直线,MN为两点电荷的连线的垂直平分线,O为交点,取无穷远处电势为零,则下列叙述正确的是(  )
A.O点的场强为零,O点的电势也为零
B.在MN上靠近O点的正上方释放一正点电荷(只在电场力的作用下),它的加速度将先增大后减小
C.在MN上O点正下方距O点$\frac{1}{2}$L处释放一负点电荷,只在电场力的作用下,在向O点运动的过程中,电势能一定变大
D.在Q1和Q2形成的电场中,一定电场线经过O点

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

9.如图甲,一理想变压器原副线圈的匝数比为2:1;原线圈的电压随时间变化规律如图乙所示'副线圈电路中接有灯泡,额定功率为22W;原线圈电路巾接有电压表和电流表.现闭合开关,灯泡正常发光.若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数,则(  )
A.U=220V,I=0.1A
B.副线圈输出交流电的频率为100Hz
C.灯泡的额定电压为l10V
D.原线圈输入电压的瞬时表达式为u=220$\sqrt{2}$sin100πtV

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10.在坐标原点的波源S产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速v=400m/s.已知t=0时,波刚好传播到x=40m处,如图所示,在x=400m处有一接收器(图中未画出),则下列说法正确的是(  )
A.波源S开始振动时方向沿y轴负方向
B.x=40m的质点在t=0.5s时位移最大
C.接收器t=1s时才能接收到此波
D.若波源S向x轴负方向运动,则接收器接收到的波的频率将变小

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