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【题目】如图所示,在桌面上有一倒立的玻璃圆锥,其顶点O恰好与桌面接触,圆锥的轴线PO与桌面垂直,过轴线的截面为等腰三角形,底角为30°,腰长为a。有一与圆锥底面大小相同的圆柱形平行光束恰好全部垂直入射到圆锥的底面上。已知玻璃的折射率为,真空中光速为c。求:

①由圆锥底面半径PQ中点A入射的光线,从A点到达桌面的传播时间;

②若保持圆锥玻璃位置不变,将桌面向下平移(桌面足够大),平移距离为多少时,桌面上会出现最小光斑,并计算其面积。

【答案】;②

【解析】

光线从A点入射,不发生折射直接射到B点,在B点的入射角为,因玻璃的折射率为,由

故光线从B点折射出来至桌面上的C点,设B处折射角为,根据

由几何关系得

AB=BC=

A点入射至到达桌面经历的时间为

+

如图所示,作出光路图

当桌面向下平移到图中EF位置时,桌面上光斑面积最小,已知腰长为a,根据几何关系知为正三角形,则

故需要将桌面向下平移的距离为

桌面上光斑最小面积为以为半径的圆面积

练习册系列答案
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【题目】验证力的平行四边形定则实验如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OBOC为细绳.图乙显示的是在白纸上根据实验结果画出的图.

(1).图乙中的__________是力F1F2的合力的理论数值;__________是力F1F2的合力的实际测量值

(2).在实验中,如果将细绳也换成橡皮筋,那么实验结果理论值是否会发生变化?__________(选填变大”、“不变”、“变小”)

(3).本实验采用的科学方法是_____

A.理想实验法 B.等效替代法

C.控制变量法 D.物理模型法

(4).下列说法中正确的是_____

A.两个分力的值稍大一些较好,便于减小作图误差

B.两个分力的夹角越大越好,同时在实验中应注意弹簧测力计与细线应始终平行纸板但不与纸面接触

C.两分力的夹角应取90°较好,便于之后运算中采用勾股定理以验证平行四边形定则

D.在同一实验中,两次实验操作O点的位置不能变动

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【题目】如图所示,ACBC两绳系一质量为的小球,AC绳长,两绳的另一端分别固定于轴的AB两处,两绳拉直时与竖直轴的夹角分别为小球在水平面内做匀速圆周运动时,若两绳中始终有张力,小球的角速度可能是  

A. 2

B.

C. 3

D. 4

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【题目】如图所示,真空中有沿水平方向垂直于纸面向里的匀强磁场B,还有方向竖直向上的匀强电场E,三个带电液滴(可视为质点)甲、乙、丙带有等量同种电荷.已知甲静止,乙水平向左匀速运动,丙水平向右匀速运动.则下列说法正确的是(  )

A. 三个液滴都带负电

B. 丙质量最大,甲质量次之,乙质量最小

C. 若仅撤去磁场,甲可能做匀加速直线运动

D. 若仅撤去电场,乙和丙可能做匀速圆周运动

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【题目】2000126日我国发射了一颗地球同步卫星,其定点位置与东经98°的经线在同一平面内,如图所示,发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1;然后点火,使其沿椭圆轨道2运行;最后再次点火,将卫星送入同步圆轨道3.轨道12相切于Q点.轨道23相切于P点.当卫星分别在l23轨道上正常运行时(

A.若设卫星在轨道1上的速率v1、卫星在轨道3上的速率v3,则v1v3

B.卫星要由轨道1变轨进入轨道2,需要在Q点加速

C.若设卫星在轨道1上经过Q点的加速度为a1Q;卫星在轨道2上经过Q点时的加速度为a2Q,则a1Q = a2Q

D.卫星要由轨道2变轨进入轨道3,需要在P点减速

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【题目】相传我国早在5000多年前的黄帝时代就已经发明了一种指南车。如图所示为一种指南车模型,该指南车利用机械齿轮传动的原理,在任意转弯的情况下确保指南车上的小木人右手臂始终指向南方。关于该指南车模型,以下说法正确的是(  )

A.以指南车为参照物,车上的小木人始终是静止的

B.如果研究指南车的工作原理,可以把车看成质点

C.在任意情况下,指南车两个车轮轮缘的线速度大小都相等

D.在任意情况下,车转弯的角速度跟小木人的角速度大小相等

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【题目】如图所示,导轨OMON都在纸面内,导体AB可在导轨上无摩擦滑动,若AB5m/s的速度从O点开始沿导轨匀速右滑,导体与导轨都足够长,它们每米长度的电阻都是0.2Ω,磁场的磁感应强度为0.2T.问:

(1)3s末夹在导轨间的导体长度是多少?此时导体切割磁场产生的感应电动势多大?回路中的电流为多少?

(2)3s内回路中的磁通量变化了多少?此过程中的平均感应电动势为多少?

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【题目】如图所示,将质量m=0.1kg的圆环套在固定的水平直杆上。环的直径略大于杆的截面直径。环与杆间动摩擦因数μ=0.8。对环施加一位于竖直平面内斜向上,与杆夹角θ=53°的拉力F,使圆环由静止开始以a=4.4m/s2的加速度沿杆运动,已知g=10m/s2sin53°=0.8cos53°=0.6。求

12s末圆环的速度大小;

2F的大小。

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【题目】竖直平面内有两个半径不同的半圆形光滑轨道,如图所示,AMB三点位于同一水平面上,CD分别为两轨道的最低点,将两个相同的小球分别从AB处同时无初速释放,则关于两球到达CD时,两球(  )

A.速度相等

B.加速度相等

C.对轨道的压力相等

D.机械能相等

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