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    【题目】LED光源应用越来越广泛，高折射率材料对提高LED的性能有很好作用。如图所示，现有一用高折射率材料制成的半球体，右侧竖直面镀银，光源S就在其对称轴上。从光源S发出的一束光射到球面上的P点，其中一部分光经球面反射后恰能竖直向上传播，另一部分光折射入半球体内，经右侧镀银面第一次反射恰能沿原路返回，若球半径R＝2cm，材料折射率n＝，真空中光速为c＝3.0×108m/s。求：

    Ⅰ．光射到球面上P点时的入射角θ1；

    Ⅱ．该光束从进入球面到第一次传到镀银面的时间t。

    【答案】Ⅰ．60°；Ⅱ．10－10s。

    【解析】Ⅰ.光路如图，P为入射点，Q为反射点，设光在P点的折射角为θ2，

    由折射定律得：n＝sinθ1/sinθ2　

    根据反射定律有：θ1＝θ3　

    由题意知：θ2＋θ3＝90°　

    解得：θ1＝60°，θ2＝30°　

    Ⅱ.设PQ间距离为s，光在球体中的速度为v，由折射率和光速的关系有：n＝

    由运动学公式得：s＝vt 　

    由几何关系得：s＝Rcosθ2

    解得：t＝10－10s　

    练习册系列答案
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    【题目】用磁场可以约束带电离子的轨迹，如图所示，宽d=2cm的有界匀强磁场的横向范围足够大，磁感应强度方向垂直纸面向里，B＝1T。现有一束带正电的粒子从O点以v＝2×106 m/s的速度沿纸面垂直边界进入磁场。粒子的电荷量q＝1.6×10－19C，质量m＝3.2×10－27kg。求：

    (1)粒子在磁场中运动的轨道半径r和运动时间t是多大？

    (2)粒子保持原有速度，又不从磁场上边界射出，则磁感应强度最小为多大？

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    【题目】甲、乙两质点沿同一直线同时运动，乙在前，甲在后，t＝0时刻二者相距的距离为d，其v－t图象如图所示。下列说法正确的是（ ）

    A. 第2s末，甲的加速度方向发生改变

    B. 0～3s内，两质点的平均速度相同

    C. 若d＝5m，甲、乙相遇两次

    D. 若d＝3m，甲、乙在t＝1.5s末第二次相遇

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】磁流体发电的原理与霍尔效应非常类似．如图2所示，磁流体发电装置的发电管是横截面为矩形的水平管道，管道的长为L、宽为d、高为h，上下两面是绝缘板．前后两侧面M、N是电阻可忽略的导体板，两导体板与开关S和定值电阻R相连．整个管道置于磁感应强度大小为B、方向沿z轴正方向的匀强磁场中．管道内始终充满电阻率为ρ0的导电液体（有大量的正、负离子），且开关闭合前后，液体在管道进、出口两端压强差的作用下，均以恒定速率v0沿x轴正向流动，液体所受的摩擦阻力不变．

    （1）求开关闭合前，M、N两板间的电势差大小U0；

    （2）求开关闭合后，M、N两板间的电势差大小U；

    （3）关于该装置内部能量转化和各力做功，下列说法中正确的是（）

    A.该发电机内部由于电荷随导电液体沿x轴方向运动，因此产生了垂直于x轴方向的洛伦兹力分量．这个力使电荷向侧面两板聚集，克服静电力做功，形成电动势，是电源内部的非静电力

    B.闭合开关后，由于导电液体内部产生了从M到N的电流，因此导电液体受到安培力的作用，安培力对流体做正功

    C.虽然洛伦兹力不做功，但它的一个分量对电荷做正功，另一个分量对电荷做负功，以这两个分量为媒介，流体的动能最终转化为回路中的电能

    D.为了维持流体匀速运动，管道两端压强差产生的压力克服摩擦阻力和安培力做功，是整个发电机能量的来源

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图所示，一小球质量m=1.0kg，通过长L=1.0m的轻质细绳悬挂在距水平地面高H=3.1m的天花板上，现将小球往左拉开某一角度后释放，结果细绳恰好在小球运动到最低点A时断裂，小球飞出后恰好垂直撞在半圆环的B点，半圆环固定在水平地面上且与细绳在同一竖直面内，O为半圆环的圆心，OB 与竖直线OC的夹角θ=30°，环的半径.（空气阻力不计，小球可视为质点，g=10m/s2）

    (1)求从绳断裂到撞到B点小球运动时间;

    (2)求细绳断裂前瞬间对小球的拉力大小;

    (3)求O点到A点的水平距离.

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图所示，在一个范围足够大、垂直纸面向里的匀强磁场中，用绝缘细线将金属棒吊起，使其呈水平状态．已知金属棒长L＝0.1 m，质量m＝0.05 kg，棒中通有I＝10 A的向右的电流，取g＝10 m/s2.

    (1)若磁场的磁感应强度B＝0.2 T，求此时金属棒受到的安培力F的大小；

    (2)若细线拉力恰好为零，求磁场的磁感应强度B的大小．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图所示是远距离输电的示意图，变压器均为理想变压器，发电机的输出电压恒定，输电线上损耗的功率为PR，变压器原副线圈的电压以及电流用图中的量表示．则当用户用电处于高峰期时，下列说法正确的是（　　）

    A. U2变大 B. PR增大 C. U4变大 D. I1变小

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图所示，足够长的水平导体框架的宽度L=0.5m，电阻忽略不计，定值电阻R=2Ω。磁感应强度B=0.8T的匀强磁场方向垂直于导体平面，一根质量为m=0.2kg、有效电阻r=2Ω的导体棒MN垂直跨放在框架上，该导体棒与框架间的动摩擦因数μ=0.5，导体棒在水平恒力F=1.2N的作用下由静止开始沿框架运动到刚开始匀速运动时，通过导体棒截面的电量共为q=2C，求：

    (1)导体棒做匀速运动时的速度：

    (2)导体种从开始运动到刚开始匀速运动这一过程中，导体棒产生的电热.（g取10m/s2）

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    【题目】如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里。纸面内有两个半径不同的半圆在b点平滑连接后构成一绝缘光滑环。一带电小球套在环上从a点开始运动，发现其速率保持不变。则小球

    A. 带负电

    B. 受到的洛伦兹力大小不变

    C. 运动过程的加速度大小保持不变

    D. 光滑环对小球始终没有作用力

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