【题目】半径为R的玻璃半圆柱体,横截面如图所示,圆心为O,两条平行单色红光沿截面射向圆柱面,方向与底面垂直,光线1的入射点A为圆柱面的顶点,光线2的入射点为B,∠AOB=60°,已知该玻璃对红光的折射率n= .
(1)求两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d;
(2)若入射的是单色蓝光,则距离d将比上面求得的结果大还是小?
【答案】
(1)解:光线1通过玻璃砖后不偏折.光线2在圆柱面上的入射角θ1=60°,由折射定律得
n= ,得到
=
得θ2=30°
由几何知识得 θ1′=60°﹣θ2=30°
又由折射定律得
n= 代入解得θ2′=60°
由于△BOC是等腰三角形,则 =
=
R
所以d= cotθ2′=
.
答:两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d= ;
(2)解:若入射的单色蓝光,光线1仍不偏折,由于介质对蓝光的折射率大于介质对红光的折射率,光线2偏折得更厉害,θ2′更大,d更小.
答:若入射的是单色蓝光,则距离d将比上面求得的结果小.
【解析】(1)光线1通过玻璃砖后不偏折,光线2在圆柱面上的入射角为,根据折射定律求出折射角,由几何关系求出在地面上的入射角,再由折射定律求出底面上的折射角,根据几何关系求解d.
(2)若入射的单色蓝光,光线1仍不偏折,,因为介质对蓝光的折射率大于介质对红光的折射率,光线2偏折得更厉害,d更小。
【考点精析】本题主要考查了光的折射的相关知识点,需要掌握光由一种介质射入另一种介质时,在两种介质的界面上将发生光的传播方向改变的现象叫光的折射才能正确解答此题.
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【题目】如图所示,倾角为30°、重为80 N的斜面体静止在水平地面上,一根弹性轻杆一端垂直固定在斜面体上,轻杆的另一端固定一个重为2 N的小球,小球处于静止状态时,下列说法正确的是( )
A. 轻杆对小球的作用力沿轻杆向上,大于2 N
B. 地面对斜面体的支持力为80 N
C. 小球对轻杆的作用力为2 N,方向竖直向下
D. 轻杆对小球的作用力为2 N,方向垂直斜面向上
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【题目】由光滑细管组成的轨道如图所示,其中AB段和BC段是半径为R的四分之一圆弧,轨道固定在竖直平面内,一质量为m的小球,从距离水平地面为H的管口D处静止释放,最后能够从A端水平抛出落到地面上,下列说法正确的是
A. 小球落到地面时相对于A点的水平位移值为
B. 小球落到地面时相对于A点的水平位移值为
C. 小球能从细管A端水平抛出的条件是
D. 小球能从细管A端水平抛出的最小高度
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【题目】在实验室里为了验证动量守恒定律,一般采用如图甲、乙两种装置:
①若入射小球质量为m1 , 半径为r1;被碰小球质量为m2 , 半径为r2 , 则
A.m1>m2 r1>r2 B.m1>m2 r1<r2 C.m1>m2 r1=r2 D.m1<m2 r1=r2
②若采用乙装置进行实验,以下所提供的测量工具中必需的是(填字母)
A.直尺 B.游标卡尺 c.天平 D.弹簧秤 E.秒表
③设入射小球的质量为m1 , 被碰小球的质量为m2 , 则在用乙装置实验时(P为碰前入射小球落点的平均位置),所得“验证动量守恒定律”的结论为(用装置图中的字母表示) .
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【题目】如图所示,一辆质量mA=3kg的小车静止在光滑的水平面上,小车上有一质量mB=1kg的光滑小球,将一轻质弹簧压缩并锁定,此时弹簧的弹性势能为Ep=6J,小球脱离弹簧后与小车右壁的油灰阻挡层碰撞并被粘住,小球到小车右壁的距离L=1.2m.求:
(1)小球脱离弹簧时小球和小车各自的速度;
(2)整个过程中,小车移动的距离(只要写出结果)
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【题目】如图所示,质量为m的工件置于水平放置的钢板C上,二者间动摩擦因数为μ,由于光滑导槽A、B的控制,工件只能沿水平导槽运动,现在使钢板以速度ν1向右运动,同时用力F拉动工件(F方向与导槽平行)使其以速度ν2沿导槽运动,则F的大小为( )
A. 等于μmg B. 大于μmg
C. 小于μmg D. 不能确定
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【题目】如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间距离为d,上极板正中有一小孔,质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g),求:
(1)小球到达小孔处的速度;
(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量;
(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间.
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【题目】A、B、C三物块质量分别为M、m和m0,作如图所示的连结.绳子不可伸长,且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计.若B随A一起沿水平桌面作匀速运动,则可以断定( )
A. 物块A与桌面之间有摩擦力,大小为m0g
B. 物块A与B之间有摩擦力,大小为m0g
C. 桌面对A、B对A,都有摩擦力,两者方向相同,合力为m0g
D. 桌面对A、B对A,都有摩擦力,两者方向相反,合力为m0g
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【题目】两个中子和两个质子可以结合成一个原子核氦4.已知质子质量为1.0073u,中子质量为1.0087u,α粒子质量为4.0015u,lu相当于931.5MeV.
(1)写出该核反应方程.
(2)原子核氦4的结合能为多少MeV?(保留3位有效数字)
(3)已知原子核氦3的平均结合能为2.57MeV,用数据分析氦3、4这两种核素中哪个原子核更稳定?
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