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【题目】如图所示是某种玻璃棱镜的横截面.该横藏面由一个等腰直角三角形ABN和一个四分之一圆形MNB构成,AB=BM=BN=R。一束宽度稍小于R的平行单色光垂直射入AB(AB两点没有光线射入),光线恰好没有从AN边射出。已知光在真空中的传播速度为c。求:

(i)该玻璃棱镜的折射率n

(ii)光线在该棱镜中运行的最短时间t(结果可用根号表示)

【答案】in=ii

【解析】

(i)线恰好没有从AN边射出,则光在AN边发生全反射的临界角为,由

可得

(ii)所有光线在三角形ABN区域内运动的距离相同,均为

x1=R

AN边全反射的光线垂直BN边射人MNB区域内,设光线在MN弧上E点恰好发生全反射(如图),则有PEB=

EM间有光线射出,接近E点射出的光线在棱镜中运动的时间最短,对应的光线在BMN区域内运动的距离

x2=EF=Rcos

光线在棱镜中的速度,光线在该棱镜中运行的最短时间

解得

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,光滑斜面AE被分成四个长度相等的部分即AB=BC=CD=DE,一物体由A点静止释放,下列结论正确的是(  )

A.物体到达各点的速率

B.物体到达各点所经历的时间

C.物体从A运动到E的全过程平均速度v=vB

D.物体通过每一部分时,其速度增量vBvA=vCvB=vDvC=vEvD

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,当列车以恒定速率通过一段水平圆弧形弯道时,乘客发现在车厢顶部悬挂玩具小熊的细线与车厢侧壁平行。同时观察放在桌面上水杯内的水面(与车厢底板平行)。已知此弯道路面的倾角为,不计空气阻力,重力加速度为g,则下列判断正确的是(  )

A.列车转弯时的向心加速度大小为gtan

B.列车的轮缘与轨道均无侧向挤压作用

C.水杯受到指向桌面外侧的静摩擦力

D.水杯内水面与桌面不平行

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图,水平面(纸面)内同距为的平行金属导轨间接一电阻,质量为m、长度为的金属杆置于导轨上,t0时,金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动。时刻,金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域,且在磁场中恰好能保持匀速运动。杆与导轨的电阻均忽略不计,两者始终保持垂直且接触良好,两者之间的动摩擦因数为。重力加速度大小为g。求

1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小;

2)电阻的阻值。

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某同学用图甲所示示装置来探究碰撞中的不变量

1)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的,可以通过仅测量______间接地解决这个问题(请将选项前的字母代号填在题前的横线上)。

A.小球开始释放时距离桌面的高度h

B.小球抛出点距地面的高度H

C.小球做平抛运动的水平位移

D.抛出点到落点的距离

2)实验步骤如下:

①取两个半径相同的小球A、B,实验时先不放球,使球从斜槽上某一固定点C由静止滚下,落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹,重复操作,从多次落点痕迹中找到平均落点,记为P

②把月球静置于水平槽前端边缘处,让球仍从C处由静止滚下,月球和球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹,重复操作,从多次落点痕迹中找到平均落点,分别记为MN

③重垂线所指的位置在记录纸上记为O点,将毫米刻度尺的0刻度线和O点对齐,如图乙所示,测得各平均落点M、P、NO点的距离分别为x1x2x3

④若小球A、B的质量分别为m1m2,则实验需要探究的表达式为________________________(用步骤中所给的字母进行表示)。该同学测得小球A的质量m1=0.40kg,小球B的质量m2=0.20kg,则碰撞前m1 x2=_______________kgm;碰撞后m1 x1+m2 x3=_______________kgm;(上述两空的计算结果保留三位有效数字)。在实验误差允许的范围内,可认为碰撞前后A、B两小球组成的系统动量守恒。

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】已知氢原子的基态能量为E1,激发态能量为,其中n=2,3,4…已知普朗克常量为h,则下列说法正确的是(  )

A. 氢原子跃迁到激发态后,核外电子动能增大,原子的电势能减小

B. 基态氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子被电离后,电子速度大小为

C. 大量处于n=3的激发态的氢原子,向低能级跃迁时可辐射出3种不同频率的光

D. 若原子从n=6能级向n=1能级跃迁时所产生的电磁波能使某金属发生光电效应,则原子从n=6能级向n=2能级跃迁时所产生的电磁波也一定能使该金属发生光电效应

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,竖直放置的矩形导线框MNPQ边长分别为L2LMN间连接水平的平行板电容器,两极板间距为d,虚线为线框中轴线,虚线右侧有垂直线框平面向里的匀强磁场。两极板间有一质量为m、电荷量为q的带负电油滴恰好处于平衡状态,已知重力加速度为g,则下列磁场磁感应强度大小B的变化情况及其变化率分别是(  )

A.正在减小,

B.正在减小,

C.正在增强,

D.正在增强,

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【题目】如图所示,在游乐场中,有一种大型游戏机械叫“跳楼机”.参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面124 m的高处,然后由静止释放.为研究方便,可以认为座椅沿轨道做自由落体运动3 s后,开始受到恒力制动,做匀减速运动,且下落到离地面4 m高处时速度刚好减小到零.然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳落下,将游客送回地面,取g=10 m/s2.求:

1)座椅在自由下落结束时刻的速度是多大?

2)座椅在匀减速阶段的时间是多少?

3)在匀减速阶段,座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍?

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】一列简谐横波在某时刻的波形如图所示,此时刻质点P的速度为v,经过0.2s它的速度大小、方向第一次与v相同,再经过1.0s的速度大小、方向第二次与v相同,则下列判断正确的有(  )

A.波沿x轴正方向传播,波速为5cm/s

B.质点MQ点的位移大小总是相等、方向总是相反

C.若某时刻质点M到达波谷处,则质点P一定到达波峰处

D.从图示位置开始计时,在2.2s时刻,质点P的位移为0

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