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【题目】如图所示,用折射率为的透明材料,做成一个圆锥形的光学器件,圆锥的底面半径L,圆锥母线与轴线夹角为600,现用一束横截面与圆锥底面等大的圆柱状单色激光束垂直照射该光学器件的底面(不考虑反射光线),P为垂直于圆锥轴线放置的光屏,已知光速为c,求:

(i) 将光屏放置在离锥顶多远处时,屏上的光斑面积最小;

(ii) 保持(i)中屏的位置不变,求离圆锥轴线上方距离为处的光线从照射到玻璃砖到射到屏P上所用的时间。

【答案】(1) (2)

【解析】试题分析:画出光路图根据折射定律求出折射角,由几何知识可知,求出屏上的光斑面积;几何知识求出光线在圆柱体传播的距离由公式求出光在圆柱体传播的速度,再求解光线的传播时间

(i)光路如图所示

由图可知:θ1=300

由折射定律得:

设光屏到锥顶的距离为S,则有:CD=S BC=

AB = OC =OD+CD=

由几何关系可得:AB =

故:

(ii) 在玻璃中:光速为:

所用的用时为t1=

在空气中路程为

用时:t1=

所用的总时间为t1=

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行验证动量守恒定律及平台上A点左侧与滑块a之间的动摩擦因数的实验在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门水平平台上A点右侧摩擦很小可忽略不计左侧为粗糙水平面当地重力加速度大小为g采用的实验步骤如下

A.在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片

B.用天平分别测出小滑块a(含挡光片)和小球b的质量mamb

C.ab间用细线连接中间夹一被压缩了的轻短弹簧静止放置在平台上

D.烧断细线后ab瞬间被弹开向相反方向运动

E.记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间△t

F.滑块a最终停在C(图中未画出)用刻度尺测出AC之间的距离Sa

G.小球b从平台边缘飞出后落在水平地面的B用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离Sb

H.改变弹簧压缩量进行多次测量

(1)用螺旋测微器测量挡光片的宽度如图乙所示则挡光片的宽度为___________mm

(2)该实验要验证“动量守恒定律”则只需验证两物体ab弹开后的动量大小相等a的动量大小____________等于b的动量大小____________(用上述实验所涉及物理量的字母表示)

(3)改变弹簣压缩量多次测量后该实验小组得到小滑块aSa关系图象如图丙所示图象的斜率为k则平台上A点左侧与滑块a之间的动摩擦因数大小为____________(用上述实验数据字母表示)

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中,实验室提供有“2.5V,0.3A”的小灯泡,学生电源、电流表和电压表,采用如图甲所示的电路进行实验。

(1)现有两个滑动变阻器R1(0~10Ω,2A)和R2(0~1kΩ,1A),实验中应选用的滑动变阻器是_____

(2)请根据图甲所示的电路,在图乙中将实物连线补充完整_____

(3)如图丙是某同学根据实验数据描绘出的伏安特性曲线,从图形可以得出小灯泡灯丝的电阻率随温度变化的特点是_____

(4)若实验室现只有一个电动势为6V的铅蓄电池,为了调节方便,同时确保实验过程的安全性,某同学设计在电路中位置增加一个合适的定值电阻R0,在如图丁给出的A、B、C三个位置中,最合理的是_____

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】20178月我国自主设计的载人深潜器深海勇士号在南海进行下潜试验。下图是它从水面开始下潜到返回水面的全过程的速度时间图像,则下列说法中正确的是

A. 本次实验过程中加速度最大值是0.025m/s2

B. 01 min810min的时间段内深海勇士号处于超重状态

C. 深海勇士号本次下潜的最大深度为360m

D. 深海勇士13min的时间内处于静止状态

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某探究小组为了测量两个相距很近的异名磁极间的磁场(可视为匀强磁场)的磁感应强度,

设计了如下实验,将两根完全相同劲度系数都为的轻弹簧竖直悬挂,并在旁边的刻度尺上记下此时弹簧下端位置,标记为O,然后将长为L的导体棒悬挂在弹簧下端,并完全放入磁场中,然后用轻质软导线将导体棒两端与接线柱相连,再通入电流,记下此时弹簧下端在刻度尺上的位置到O的长度X,最后利用测得的数据绘成X— 图像。实验中提供了以下器材:

A.电阻约为的导体棒

B.电流表A1(量程3A

内阻约0.2Ω

C.电流表A2(量程0.6A

内阻约

D.滑动变阻器R10100Ω

E.滑动变阻器R2020Ω

F.干电池(电动势1.5V2

G.开关及导线若干

1)实验中要求导体棒上的电流从零开始连续可调,多测几组数据,电流表应该选用____________,滑动变阻器应选用________。(均填写仪器前面的字母)。

2)图1中的部分导线已经连好,请将图中剩余的电路连接完整。

3)该小组多次测量,并将测得的长度X和电流I,绘成X—I图像(图2),并求得图像

的斜率为a,与纵轴截距为b,则该小组利用图像可得该匀强磁场的磁感应强度大小为________,导体棒的质量为________。(用abkLg表示)

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【题目】如图所示,空间存在范围足够大且水平向左的匀强电场,虚线ab为其上边界。在靠近上边界ab有一绝缘光滑轨道,轨道厚度不计,在轨道上静止有两个大小相同的小球,绝缘不带电的小球A质量为3m,带电量为+q的小球B质量为m。给小球B—向右初速度v0,小球BN点进入电场,一段时间后小球经过N点正下方的P点,NP间距。若B球静止时给A球一初速度v0AB发生弹性碰撞后进入电场,重力加速度为g。求:

1)匀强电场的电场强度的大小;

2)小球AB再次碰撞前运动过程中相距的最大距离;

3)如果保持B的质量不变,改变A的质量,其他条件不变,AB小球再次碰撞前运动过程中相距的最大距离及再次碰撞发生的高度是否发生变化?试证明你的结论。

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,一个可视为质点的物体从高为h=0.8m的光滑斜面顶端由静止开始下滑,物体经过A点时速率变化可忽略不计,滑上传送带A端的瞬时速度为vA,到达B端的瞬时速度设为vB,水平传送带AB两端相距x=6m,物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,g=10m/s2,下列说法中正确的是( )

A. 物体滑上传送带A端的瞬时速度vA=4m/s

B. 若传送带不动,物体到达B端的瞬时速度vB=2m/s

C. 若传送带逆时针匀速转动,vB一定小于2m/s

D. 若传送带顺时针匀速转动,vB一定大于2m/s

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【题目】如图所示,粗细均匀的U形管竖直放置,左管上端封闭,右管上端开口,下端正中开口处有一开关KK关闭,管中装有水银,左右两管中的水银面在同一水平线上,左管中的空气柱长度L1=21cm。控制开关K缓慢放出一些水银,使左管液面比右管液面高h1=25cm时关闭开关K。已知大气压强p0=75cmHg,环境温度不变。

①求放出水银后左管空气柱的长度L2

②放出这些水银后,再从右管口缓慢注入水银,使得右管液面比左管液面高h2=15cm,求需在右管中加入的水银柱长度H

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【题目】某同学设计了测定动摩擦因数的方案,其装置如图所示,A是可在水平桌面任意位置固定的滑槽,其末端与水平桌面相切,B是体积较小质量为m的滑块。请你根据相关知识完善以下实验操作。

1)如图甲所示,将滑槽末端与桌面右边缘M对齐并固定,让滑块从滑槽最高点由静止滑下,最终落在水平地面上的P点,测出滑槽最高点距离桌面的高度hM距离地面的高度HMP间的水平距离x1,则滑块经过滑槽末端时的速度为_______(用实验中所测物理量的符号表示,已知重力加速度为g)。

2)如图乙所示,将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定,让滑块B再次从滑槽最高点由静止滑下,最终落在水平地面上的P点,测出滑槽末端与桌面右边缘M的距离LMP间的水平距离x2,则滑块离开桌面右边缘M时的速度为_______(用实验中所测物理量的符号表示,已知重力加速度为g)。

3)由第(1)(2)步的测量,可以写出滑块与桌面之间动摩擦因数的表达式为_______(用实验中所测物理量的符号表示,已知重力加速度为g)。

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