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【题目】如图所示,圆形的光学仪器(斜线阴影)内有一个半径为2R的圆形空腔,空腔左面侧壁上有一台激光器,可以沿空腔的直径方向发出在真空中速度为c的激光束。空腔中放置了一个比空腔略小(半径可视为2R)的折射率为2的透明圆柱状光学材料,光学材料的圆心在空腔的圆心O点,并且材料中被挖掉了一块半径为R的截面为半圆形的柱体(圆心和O点重合),挖掉的部分为真空。(反射与折射在同一界面时只考虑折射)

①求激光从发出到照射到空腔壁的时间。

②激光器始终开启,若光学材料围绕空腔圆心O点顺时针转 900,空腔壁上能被激光照射到的圆弧长度为多少?(只考虑折射光线照射的圆弧长度)

【答案】(1) (2)

【解析】(1)光在半圆真空中的传播时间为

介质中光速为 传播距离为3R;

介质中传播时间为:

传播的总时间

(2)在O处,光从光密介质射入光疏介质,发生全反射的临界角为C,则sinC=1/n

解得C=300

所以照射的弧长范围为

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图甲所示,电阻不计且间距为L=1m的光滑平行金属导轨竖直放置,上端连接阻值为R=2Ω的电阻,虚线OO′下方有垂直于导轨平面向内的匀强磁场。现将质量为m=0.3kg、电阻不计的金属杆abOO′上方某处由静止释放,下落过程中与导轨保持良好接触且始终水平。在金属杆ab下落0.3m的过程中,其加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示。已知ab进入磁场时的速度v0=2.0m/s,取g=10m/s2.则下列说法正确的是

A. 进入磁场后,金属杆ab中电流的方向由ab

B. 匀强磁场的磁感应强度为2.0T

C. 金属杆ab下落0.3m时,其速度为1.0m/s

D. 金属杆ab下落0.3m的过程中,R上产生的热量为0.75J

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【题目】图甲为某同学研究自感现象的实验电路图,用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流。电路中电灯的电阻R1=6.0 Ω,定值电阻R=2.0 Ω,AB间电压U=6.0 V。开关S原来闭合,电路处于稳定状态,在t1=1.0×10-3 s时刻断开开关S,此时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图线如图乙所示。则线圈L的直流电阻 RL=____;断开开关后通过电灯的电流方向为____(选填“向左”或“向右”);在t2=1.6×10-3 s时刻线圈L中的感应电动势的大小为____

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】从离地高20 m 处水平抛出一个石块测得其落地时的速度大小为25m/s.若不计空气阻力g10 m/s2.求:

(1) 石块从抛出到落地的时间

(2) 石块抛出时的速度;

(3)石块落地时的速度方向。

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【题目】如图所示一光滑的半径为R的半圆形轨道放在水平面上一个质量为m的小球以某一速度冲上轨道当小球将要从轨道口飞出时通过传感测得轨道所受的压力为0.5 mg.则:

(1)小球在B点的速度是多少?

(2)小球落地点CB处的水平距离是多少?

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【题目】如图所示,PQMNCDEF为两根足够长的固定平行金属导轨,导轨间距为L.PQ、MN、CD、EF为相同的弧形导轨;QM、DE为足够长的水平导轨.导轨的水平部分QMDE处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B.a、b为材料相同、长都为L的导体棒,跨接在导轨上.已知a棒的质量为3m、电阻为R,b棒的质量为m、电阻为3R,其它电阻不计.金属棒ab都从距水平面高度为h的弧形导轨上由静止释放,分别通过DQ、EM同时进入匀强磁场中,a、b棒在水平导轨上运动时不会相碰.若金属棒a、b与导轨接触良好,且不计导轨的电阻和棒与导轨的摩擦.

(1)金属棒b向左运动速度减为0时金属棒a的速度多大?

(2)金属棒a、b进入磁场后,如先离开磁场的某金属棒在离开磁场前已匀速运动,此棒从进入磁场到匀速运动的过程电路中产生的焦耳热多大?

(3)从两棒达到水平导轨至金属棒b向左运动速度减为0时两棒运动总路程?

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【题目】(1)在“研究平抛物体运动”的实验中,可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度。实验简要步骤如下:

A.让小球多次从______________位置上滚下,记下小球穿过卡片孔的一系列位置;

B.安装好器材,注意斜槽末端水平和平板竖直,记下斜槽末端O点和过O点的竖直线,检测斜槽末端水平的方法是____________________________________

C.测出曲线上某点的坐标x 、y ,用v0 = ____________,算出该小球的平抛初速度,实验需要对多个点求v0的值,然后求它们的平均值。

D.取下白纸,以O为原点,以竖直线为轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛轨迹。

上述实验步骤的合理顺序是____________只排列序号即可)。

(2)如图所示,在“研究平抛物体运动”的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=1.25cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为vo=______(用L、g表示),其值是_____(取g=9.8m/s2 ),小球在b点的速率是______

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【题目】如图甲分子固定在坐标原点 O,乙分子位于 x 轴上,甲分子对乙分子的作用 力与两分子间距离的关系如图中曲线所示,F>0 为斥力,F<0 为引力,a、b、c、 d x 轴上四个特定的位置,现把乙分子从 a 处由静止释放,则( )

A. 乙分子从 a b 做加速运动, b c 做减速运动

B. 乙分子由 a c 做加速运动, 到达 c 时速度最大

C. 乙分子由 a b 的过程中, 两分子间的分子势能一直减少

D. 乙分子由 b d 的过程中,两分子间的分子势能一直增加

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【题目】某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E和内电阻r

(1)用多用电表粗略测定该电池电动势E。在操作无误的情况下,多用电表表盘示数如图,该电池电动势E大小为________V。

(2)用电压表V、电阻箱RR0=45Ω的定值电阻、开关S、若干导线和该电池组成如图所示的电路,精确测定该电池电动势E和内电阻r

(ⅰ)根据电路图,用笔画线代替导线,将实物图连接成完整电路________

(ⅱ)闭合开关S,调整电阻箱阻值R,读出电压表V相应示数U。该学习小组测出多组RU数据,计算出相应的的值,用描点作图法作出了如上图所示图线,从图线中可知电源电动势E________V;电源内阻r=________Ω。

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