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    如图所示，是一种液体深度自动监测仪示意图，在容器的底部水平放置一平面镜，在平面镜上方有一光屏与平面镜平行．激光器发出的一束光线以60°的入射角射到液面上，进入液体中的光线经平面镜反射后再从液体的上表面射出，打在光屏上形成一亮点，液体的深度变化后光屏上亮点向左移动了2
    		3
    dm，已知该液体的折射率n=
    		3
    ．求：
    （1）光在该液体中的传播速度；
    （2）液面高度的变化量；
    （3）液体的深度变化前后激光从发出到打到光屏上的时间变化了多少．
    分析：（1）根据v=
    c
    n
    求出光在液体中传播的速度大小．
    （2）通过数学几何关系结合折射定律求出液面高度的变化量．
    （3）分别求出光在液体深度变化前后在上升高度这段过程中运行的时间，从而求出时间的变化量．
    解答：解：设入射角为α，折射角为β，原来液面深度为h，液面深度增加△h，屏上光点移动的距离
    s=2
    		3
    dm，n=
    		3
    ，C=3.0×108 m/s，α=60°
    （1）光在该液体中的传播速度v=
    c
    n
    =
    		3
    ×108m/s
    （2）光路图如图所示，
    根据折射定律n=
    sinα
    sinβ
    得，β=30°
    列方程得  2htanβ+2△htanα=2（△h+h）tanβ+s
    △h=
    s
    2(tanα-tanβ)
    =1.5    dm
    （3）时间的变化量△t=
    2△h
    vcosβ
    -
    2△h
    Ccosα
    =0    ．
    答：（1）光在该液体中的传播速度
    		3
    ×108m/s    ．
    （2）液面高度的变化量为1.5dm．
    （3）液体的深度变化前后激光从发出到打到光屏上的时间变化了0．
    点评：本题考查了几何光学问题，对数学几何能力要求较高，关键是作出光路图，通过折射定律以及速度与折射率的关系式进行求解．
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    A．（选修模块3-3）
    二氧化碳是导致全球变暖的主要原因之一，人类在采取节能减排措施的同时，也在研究控制温室气体的新方法，目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术．
    （1）在某次实验中，将一定质量的二氧化碳气体封闭在一可自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处，气体体积减为原来的一半，不计温度变化，则此过程中
    BD
    BD

    A．封闭气体对外界做正功            B．封闭气体向外界传递热量
    C．封闭气体分子的平均动能增大      D．封闭气体组成的系统的熵减小
    （2）实验发现，二氧化碳气体在水深170m处变成液体，它的密度比海水大，靠深海的压力使它永沉海底，以减少排放到大气中的二氧化碳量．容器中的二氧化碳处于汽液平衡状态时的压强随温度的增大而
    增大
    增大
    （选填“增大”、“减小”或“不变”）；在二氧化碳液体表面，其分子间的引力
    大于
    大于
    （选填“大于”、“等于”或“小于”）斥力．
    （3）实验发现，在水深300m处，二氧化碳将变成凝胶状态，当水深超过2500m时，二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体．设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N，将二氧化碳分子看作直径为D的球，体积为于
    1
    6
    π    D3，则在该状态下体积为V的二氧化碳气体变成固体后体积为多少？
    B．（选修模块3-4）
    （1）下列说法中正确的是
    AB
    AB

    A．相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关
    B．用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点
    C．一列波在向前传播，当波源突然停止振动时，其他质点也同时停止振动
    D． 单摆的摆长增大后，简谐运动的频率会变大
    （2）我国正在大规模建设第三代移动通信系统（3G），它将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合起来，能提供无线网络、电话会议、电子商务等信息服务．某移动运营商采用1.8x109HZ的电磁波传递信号，此电磁波在真空中的波长为
    0.17
    0.17
    m；在通话时，手机将声音信号转变成电信号，再经过
    调制
    调制
    （选填“调谐”、“调制”或“解调”）后，把信号发送到基站中转．
    （3）在某科技馆内放置了一个高大的半圆柱形透明物体，其俯视图如图所示，0为半圆的圆心．甲、乙两同学为了估测该透明体的折射率，进行了如下实验．他们分别站在A、O处时，相互看着对方，然后两人贴着柱体慢慢向一侧运动，到达B、C处时，甲刚好看不到乙．已知半圆柱体的半径为R，OC=0.6R，BC⊥OC，则半圆柱形透明物体的折射率为多少？
    C．（选修模块3-5）
    （1）下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是
    CD
    CD

    A．通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦方程的正确性
    B．通过测试多种物质对X射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分
    C．通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象
    D．利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性
    （2）氢原子的能级如图所示．有一群处于n=4能级的氢原子，这群氢原子能发出
    6
    6
    种谱线，发出的光子照射某金属能产生光电效应现象，则该金属的逸出功应小于
    12.75
    12.75
    eV．
    （3）近年来，国际热核聚变实验堆计划取得了重大进展，它利用的核反应方程是
     
    2
    1
    H+
     
    3
    1
    H    →
     
    4
    2
    He+
     
    1
    0
    n    ．若
     
    2
    1
    H    和
     
    3
    1
    H    迎面碰撞，初速度大小分别为v1、v2，
     
    2
    1
    H    、
     
    3
    1
    H    、
     
    4
    2
    He、
     
    1
    0
    n    的质量分别为m1、m2、m3、m4，反应后
     
    4
    2
    He的速度大小为v3，方向与
     
    2
    1
    H    的运动方向相同，求中子
     
    1
    0
    n    的速度
    （选取m的运动方向为正方向，不计释放的光子的动量，不考虑相对论效应）．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示，是一种液体深度自动监测仪示意图，在容器的底部水平放置一平面镜，在平面镜上方有一光屏与平面镜平行．激光器发出的一束光线以60°的入射角射到液面上，进入液体中的光线经平面镜反射后再从液体的上表面射出，打在光屏上形成一亮点，液体的深度变化后光屏上亮点向左移动了2
    		3
    dm，已知该液体的折射率n=
    		3
    ．求：
    （1）光在该液体中的传播速度；
    （2）液面高度的变化量；
    （3）液体的深度变化前后激光从发出到打到光屏上的时间变化了多少．
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    科目：高中物理 来源：2007-2008学年江苏省宿迁市高二（下）期末物理试卷（解析版） 题型：解答题

    如图所示，是一种液体深度自动监测仪示意图，在容器的底部水平放置一平面镜，在平面镜上方有一光屏与平面镜平行．激光器发出的一束光线以60°的入射角射到液面上，进入液体中的光线经平面镜反射后再从液体的上表面射出，打在光屏上形成一亮点，液体的深度变化后光屏上亮点向左移动了dm，已知该液体的折射率n=．求：
    （1）光在该液体中的传播速度；
    （2）液面高度的变化量；
    （3）液体的深度变化前后激光从发出到打到光屏上的时间变化了多少．

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    科目：高中物理 来源：江苏省徐州市2010届高三第三次模拟考试 题型：实验题

     请从A、B和C三小题中选定两小题作答,如都作答则按A、B两题评分.

    A.(选修模块3-3)(12分)

    (1)(4分)下列说法中正确的是

    A.一定温度下饱和汽的压强随体积的增大而减小

    B.人对空气干爽与潮湿的感受主要取决于空气的相对湿度

    C.产生毛细现象时,液体在毛细管中一定上升

    D.能量耗散虽然不会使能的总量减少,却会导致能量品质的降低

    (2)(4分)下列说法中,正确的是

    A.晶体具有确定的熔点          B.多晶体具有各向异性

    C.晶体和非晶体之间不能相互转化

    D.碳原子按照不同规则排列,可以成为石墨,也可以成为金刚石

    (3)(4分)如图所示,用活塞封闭一定质量理想气体的导热气缸放在水平桌面上,气缸正上方有一个沙漏正在漏沙,导致活塞缓慢下降.若大气压和外界温度恒定,随着沙子不断漏下,缸内气体的压强逐渐    

    (选填“增大”或“减小”),气体      (选填“吸收”或“放出”)热量.

    B.(选修模块3—4)(12分)

    (1)(4分)下列说法中正确的是

    A.光的偏振现象说明光是一种纵波

    B.相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关

    C.用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点

    D.当观察者向静止的声源运动时,接收到的声音频率小于声源发出的频率

    (2)(4分)如图所示,Sl、S2是两个水波波源,某时刻它们形成的波峰和波谷分别用图中实线和虚线表示.下列说法中正确的是

    A.两列波的波长一定不同         B.两列波的频率可能相同

    C.两列波叠加不能产生干涉现象   D.B点的振动始终是加强的

    (3)( 4分)如图所示,OO'为等腰棱镜ABC的对称轴.两束频率不同的单色光a、b关于OO'对称,垂直AB面射向棱镜,经棱镜折射后射出并相交于P点.则此棱镜对光线a的折射率      (选填“大于”、“等于”或“小于”)对光线b的折射率；这两束光从同一介质射向真空时,光束以发生全反射时的临界角      (选填“大于”、“等于”或“小于”)光束b发生全反射时的临界角.

    C.(选修模块3—5)(12分)

    (1)(4分)下列关于近代物理知识说法中正确的是

    A.光电效应显示了光的粒子性

    B.玻尔理论可以解释所有原子的光谱现象

    C.康普顿效应进一步证实了光的波动特性

    D.为了解释黑体辐射规律,普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的

    (2)(4分)在天然放射现象中,释放出的三种射线a、b、c在磁场中运动轨迹如图所示,其中     是β射线,     穿透能力最强.(选填“a”、“b”或“c”)[来源:Ks5u.com]

    (3)(4分)利用水平放置的气垫导轨做《探究碰撞中的不变量》的实验,如图所示,图中A、B装置叫            ,其作用是            .若测得滑块甲的质量为0.6kg,滑块乙的质量为0.4kg,两滑块作用前甲的速度大小为0.8m/s,乙的速度大小为0.5m/s,迎面相碰后甲乙粘在一起以0.28m/s的速度沿甲原来的方向前进.则两滑块相互作用过程中不变的量是      ,大小为         .

     

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