练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    1．一半径为R的半圆柱形玻璃砖，横截面如图所示，玻璃砖的折射率n=$\sqrt{2}$，与玻璃砖底面成45°角，且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的底面上，经柱面折射后，有部分光（包括与柱面粗切的入射光）能从半圆柱面上射出，忽略经半圆柱表面反射后射出的光，光在真空中的传播速度为c，求：
    ①光从玻璃砖的圆心进入玻璃砖到直接射出所经历的时间；
    ②底面透光部分的弧长．

    分析 ①光从玻璃砖的圆心进入玻璃砖后光沿半径方向射出，根据v=$\frac{c}{n}$求出光在玻璃砖中传播速度，再由t=$\frac{R}{v}$求时间．
    ②先根据折射定律求解出射入玻璃后的折射角，光线从圆面射出时可能会发生全反射现象，作出光路图，找出临界光线分析即可．

    解答 解：①光在玻璃砖中传播速度为：v=$\frac{c}{n}$
    光从玻璃砖的圆心进入玻璃砖到直接射出所经历的时间为：t=$\frac{R}{v}$=$\frac{nR}{c}$=$\frac{\sqrt{2}R}{c}$
    ②作出光路图，如图所示，由折射定律，有：
    n=$\frac{sini}{sinr}$
    得：sinr=$\frac{sini}{n}$=$\frac{sin45°}{\sqrt{2}}$=$\frac{1}{2}$，
    解得：r=30°
    如果光线EA刚好在A点发生全反射，则有：nsin∠EAO=sin90°，而n=$\sqrt{2}$．
    即有∠EAO=sin45°，
    此时∠EOA=75°
    因EA与OB平行，所以∠EAO=∠AOB=45°
    如果光线FC刚好在C点发生全反射，则有：
    ∠FCO=45°
    此时∠FOC=15°
    故知能够从半圆柱球面上出射的光束范围限制在AC区域上，对应的角度为75°＜φ＜165°，则∠AOC=90°
    所以底面透光部分的弧长为：S=$\frac{1}{4}$×2πR=$\frac{πR}{2}$
    答：①光从玻璃砖的圆心进入玻璃砖到直接射出所经历的时间是$\frac{\sqrt{2}R}{c}$．
    ②底面透光部分的弧长是$\frac{πR}{2}$．

    点评 本题关键要掌握光的折射定律及全反射条件，要注意分析发生全反射时边界光线的确定，作出光路图，结合几何知识研究这类问题．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    11．A．B．C三球做斜抛运动的轨迹如图所示，不计空气阻力，下列说法中正确的是（　　）
    A．A、B、C三球做斜抛运动过程中，加速度都不相同
    B．B球的射程最远，所以最迟落地
    C．A球的射高最大，所以最迟落地
    D．A、C两球的水平位移相等，所以两球的水平速度分量相等

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    12．用如图所示的装置研究平抛运动．小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开，自由下落．关于该实验，下列说法中不正确的是（　　）
    A．两球应同时落地
    B．应改变装置的高度，多次实验
    C．实验能说明A球在竖直方向上做自由落体运动
    D．实验能说明A球在水平方向上做匀速直线运动

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    9．如图所示，一个铜环可以在其支架上围绕其竖直直径旋转，在铜环的最高位置开了个小孔（铜环依然是闭合的），通过该孔用一细线将一小磁铁悬挂起来，小磁铁悬挂后呈水平状态，小磁铁可在水平面内自由旋转，不计一切阻力，当观察点位于图中正上方时，下列关于铜环与小磁铁的旋转说法正确的是（　　）
    A．如果小磁铁逆时针旋转，则铜环中将产生感应电动势
    B．如果小磁铁逆时针旋转，则铜环将与小磁铁的相对位置保持不变
    C．如果铜环顺时针匀速旋转，小磁铁将保持静止
    D．如果铜环顺时针匀速旋转，小磁铁与铜环在同一平面内时，铜环受到的安培力最大

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    16．光滑水平地面上有一静止的木块，子弹水平射入木块后未穿出，子弹和木块的v-t图象如图所示，已知木块质量大于子弹质量，从子弹射入木块到达到隐定状态，已知木块增加了50J动能，则此过程产生的内能可能是（　　）
    A．10JB．50JC．70JD．120J

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    6．如图所示，半径为R的绝缘圆筒内分布着匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，一个质量为m、电荷量为q的正离子（不计重力）以某一速度从筒壁上的小孔P进入筒中，速度方向与半径成θ=30°角并垂直于磁场方向，不计离子和筒壁的碰撞中能量和电荷量的损失．若离子在最短的时间内返回P孔，则离子的速度和最短的时间分别是（　　）
    A．$\frac{2qBR}{m}$B．$\frac{2πm}{3qB}$C．$\frac{\sqrt{3}qBR}{m}$D．$\frac{πm}{3qB}$

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    13．如图所示，AB为竖直放置的半圆环ACB的水平直径，O为圆环圆心，C为环上的最低点，环半径为R，两个质量相同的小球分别从A点和B点以初速度v1和v2水平抛出，初速度为v1的小球落到a点所用时间为t1，初速度为v2的小球落到b点所用时间为t2，a点高度大于b点高度，不计空气阻力．则下列判断正确的是（　　）
    A．两小球的速度一定有v1＜v2
    B．两小球落到圆环上所用的时间满足t1＞t2
    C．不论v1和v2满足什么关系，两小球都不会垂直打在圆环上
    D．若两小球同时水平抛出，不论v1和v2满足什么关系，两小球都能在空中相遇

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    13．质量分别为m、2m、3m的物块A、B、C叠放在水平地面上，现对B施加一水平力F，已知A、B间和B、C间动摩擦因数均为μ、C与地面间动摩擦因数为$\frac{1}{3}$μ，为了把B从C上抽出，而又使A不相对B滑动，力F的范围为4μmg＜F＜6μmg．（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    14．质量为80kg的物体在水平外力作用下从静止开始运动，2s内移动了4m，物体与水平面间的滑动摩擦力是其重力的0.25．则外力所做的功是1440J，物体的动能增量为640J（g取10m/s2）

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案