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【题目】如图所示,AOB是由某种透明物质制成的四分之一圆柱体的横截面(O为圆心)。今有一束平行光以45°的入射角射向柱体的OA平面,这些光线中有一部分不能从柱体的AB面上射出。凡射到OB面的光线全部被吸收,也不考虑OA面的反射,已知从O点射向透明物质的光线恰好从AB圆弧面上距离B点三分之一处射出,求:

(1)透明物质的折射率;

(2)AB面上能射出光线的部分占AB表面的几分之几?

【答案】(1) (2)二分之一

【解析】(1)从O点射入的光线,折射角为r,据题得:r=30°


则透明物质的折射率为:
(2)经OA面折射后进入圆柱体的光线均平行,作出光路图如图所示.由光路图可知,入射光线越接近A点,其折射光线在AB弧面上的入射角就越大,越容易发生全反射.设从某位置P点入射的光线,折射到AB弧面上Q点时,入射角等于临界角C,有:

代入数据解得:C=45°
在△PQO中 α=180°-90°-C-r=15°
所以能射出AB弧面的光线区域对应的圆心角为:β=90°-α-r=45°
所以AB面上能射出光线的部分占AB表面的

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,竖直放置的光滑圆弧轨道半径为L,底端切线水平且轨道底端P距水平地面的高度也为LQ为圆弧轨道上的一点,它与圆心O的连线OQ与竖直方向的夹角为60°.现将一质量为m,可视为质点的小球从Q点由静止释放,g=10m/s2,不计空气阻力.求:

(1)小球在P点时的速度大小;

(2)改变小球的释放位置,使小球落地点B到轨道底端P的正下方A的距离为2L,小球从释放到落地的运动过程中,重力做的功.

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【题目】一个物体所受重力在下列哪些情形下要发生变化 (  )

A. 在地面上把它从赤道拿到两极

B. 在地面上把它浸入水中

C. 把它送到月球上

D. 将物体置于向下减速运行的电梯中

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【题目】关于物体的内能、温度和分子的平均动能,下列说法正确的是

A. 温度低的物体内能一定小

B. 温度低的物体分子平均动能一定小

C. 外界对物体做功时,物体的内能一定增加

D. 物体自由下落时速度增大,所以物体分子的平均动能也增大

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】用以下器材测量待测电阻Rx的阻值:

待测电阻Rx:阻值约为100Ω;

电源E:电动势约为6.0V、内阻忽略不计;

电流表1:量程50mA、内阻r1=20Ω;

电流表2:量程300 mA、内阻r2约为4Ω

定值电阻R0:阻值为20Ω;

滑动变阻器R:最大阻值为10Ω;

单刀单掷开关S、导线若干.

测量电阻Rx的电路图如图所示

(1)电路图中的电流表A1应该选择电流表 填“1”或“2”,开关S闭合前,滑动变阻器R滑片应该移到 填“A”、“ B”或“无要求”

(2)若某次测量中电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,则由已知量和测得量表示Rx的表达式为Rx= .

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】过山车是游乐场中常见的设施.下图是一种过山车的简易模型,它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成,BCD分别是三个圆形轨道的最低点,BC间距与CD间距相等,半径R12.0 mR21.4 m.一个质量为m1.0 kg的小球(可视为质点),从轨道的左侧A点以v012.0 m/s的初速度沿轨道向右运动,AB间距L16.0 m.小球与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,圆形轨道是光滑的.假设水平轨道足够长,圆形轨道间不相互重叠.重力加速度取g10 m/s2,计算结果保留小数点后一位数字.试求:

(1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时,轨道对小球作用力的大小;

(2)如果小球恰能通过第二个圆形轨道,BC间距L应是多少;

(3)在满足(2)的条件下,如果要使小球不能脱离轨道,在第三个圆形轨道的设计中,半径R3应满足的条件;小球最终停留点与起点A的距离.

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【题目】如图1所示,水平地面上有一边长为L的正方形ABCD区域,其下方埋有与地面平行的金属管线。为探侧地下金属管线的位置、走向和埋覆深度,先让金属管线载有电流,然后用闭合的试探小线圈P(穿过小线圈的滋场可视为匀强磁场)在地面探侧。

如图2所示,将暴露于地面的金属管接头接到电源的一端,将接地棒接到电源的另一端,这样金属管线中就有沿管线方向的电流。使线圈P在直线AC上的不同位置保持静止(线圈平面与地面平行),线圈中没有感应电流。将线圈P静置于B处,当线圈平面与地面平行时,线圈中有感应电流,当线圈平面与射线BD成45°角时,线圈中感应电流消失。下列判断正确的是

A. 图2中的电源为恒定直流电源

B. 金属管线沿AC走向

C. 金属管线的埋覆深度为

D. 线圈P在D处,当它与地面的夹角为45°时,P中的感应电流可能最大

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【题目】利用气垫导轨验证动能定理,实验装置示意图如图所示:

实验主要步骤如下:

①在水平桌面上放置气垫导轨,将它调至水平;

②用游标卡尺测量遮光条的宽度d;

③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离L;

④将滑块移至光电门1左侧某处,待托盘静止不动时,释放滑块,从固定在滑块上的拉力传感器读出细线拉力的大小F,从数字计时器读出遮光条通过光电门1的时间△t1,通过光电门2的时间△t2;

⑤用天平称出滑块、遮光条和拉力传感器的总质量M

回答下列问题:

(1)以滑块(包含遮光条和拉力传感移)为研究对象,在实验误差允许的范围内,若满足关系式___ (用测量量的字母表示),则可认为验证了动能定理;

(2)关于本实验,某同学提出如下观点,其中正确的是 ________

A.理论上,遮光条的宽度越窄,途光条通过光电门的平均速度越接近瞬时速度

B.牵引滑块的细绳应与导轨平行

C.需要考虑托盘和砝码受到的空气阻力对实验结果产生的影响

D.托盘和砝码的总质量m必须远小于滑块、遮光条和拉力传感器的总质量M

(3)不计空气阻力,已知重力加速度,和实验测得的物理量,根据“mg-F=ma”,可以计算托盘和砝码的总质量m。若不考虑遮光条宽度的影响,计算出托盘和砝码的总质量为m1;

若考虑遮光条宽度的影响,计算出托盘和砝码的总质量为m2,则m1____ m2(选填“大于”、“等于”、“小于”)。

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【题目】如图所示,一质量m=2kg的小型四旋翼遥控无人机从地面由静止开始竖直向上匀加速起飞,经时间t1=6s时的速度大小v1=6m/s。之后,控制遥控器使无人机立即失去升力,当无人机下落到离地面某一高度时控制遥控器使无人机立即获得与上升时大小相等的升力,结果无人机落回地面时的速度恰好为零,已知无人机上升,下落过程中均受到大小恒为f=4N的空气阻力,取g=10m/s2,求

(1)无人机在0~t1时间内受到的升力大小F

(2)无人机上升的最大高度H

(3)无人机再次获得升力时的速度大小v2(结果可保留根号)。

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