精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情

【題目】某種透明材料制成的空心球體內徑為 R,外徑是內徑的 2 倍,其截面(紙面內)如圖所示。一束單色光(紙面內)從外球面上 A 點入射,人射角為 45°時,光束經折射后恰好與內球面 B 點相切。

1)求該透明材料的折射率;

2)如果在內表面涂上能完全吸光的物質,當一束平行光射向此球時被內表面吸收掉的光束在射進空心球前的橫截面積是多少?

3)在第(1)問的條件下,欲使如圖所示的光束能射入空心球內部空心區(qū)域,從 A 入射的光線的入射角應滿足什么條件?

【答案】1。(2 3

【解析】

1)如圖所示,設光束經折射后到達內球面上 B 點。在 A 點,由題意知,

入射角 i45°,折射角 r=∠BAO

由幾何關系有:=0.5

由折射定律有:

代入數(shù)據(jù)解得 n

2

如圖所示,平行光束為半徑為 R 的空心部分被吸收,不被吸收的極限光線是與 a

球相切的光線 AB,由幾何關系有:

Ro=2Rsini

R=2Rsinr

由折射定律有: sini=nsinr

故被吸收掉的光束的橫截面積為:S=2πR2

3)如圖所示。設在 A 點的入射角為 i′時,光束經折射后到達內球面上 C 點,并在 C 點恰好發(fā)生全反射,則光束在內球面上的入射角∠ACD恰好等于臨界角 C。

sinC C45°

由正弦定理得……

AO2CO

由折射定律有……

解得

因此入射角滿足的光線將射入空心球內部。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一木塊在水平拉力F1作用下沿水平地面做勻速直線運動,在移動距離l的過程中,拉力F1做的功為W1.若改用另一斜向上的拉力F2使木塊沿地面也做勻速直線運動,在移動距離l的過程中,拉力F2做的功為W2.則

A. F1一定大于F2B. F1一定等于F2

C. W1一定大于W2D. W1一定等于W2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一水平放置的半徑為r = 05m的薄圓盤繞過圓心O點的豎直軸轉動,圓盤邊緣有一質量m = 10kg的小滑塊(可看成是質點)。當圓盤轉動的角速度達到某一數(shù)值時,滑塊從圓盤邊緣滑落,滑塊與圓盤間的動摩擦因數(shù)μ = 02,圓盤所水平面離水平地面的高度h = 25m,g10m/s2

1)當圓盤的角速度多大時,滑塊從圓盤上滑落?

2)若取圓盤所在平面為零勢能面,求滑塊到達地面時的機械能;

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,從傾角為 θ 的足夠長的斜面頂端 P 以速度 v0 拋出一個小球,落在斜面上某處 Q 點,小球落在斜 面上的速度與斜面的夾角為 α ,若把初速度變?yōu)?/span> 3v0,小球仍落在斜面上。則以下說法正確的是(

A. 小球在空中的運動時間不變

B. P、Q 間距是原來間距的 9

C. 夾角 α 與初速度大小有關

D. 夾角 α 將變小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用單擺測定重力加速度的實驗裝置如圖甲所示。

1)組裝單擺時,應在下列器材中選用________(填選項前的字母)。

A.長度為 1m 左右的細線B.長度為30cm 左右的細線

C.直徑為 1.8cm 的塑料球D.直徑為 1.8cm 的鐵球

2)測出懸點 O 到小球球心的距離(擺長)L 及單擺完成 n 次全振動所用的時間 t,則重力加速度 g=________(用 L、nt 表示)。

3)在某次測量中,若單擺振動 50 次的時間如圖乙所示,則其振動周期為_____s

4)用多組實驗數(shù)據(jù)做出 T2-L 圖象,也可以求出重力加速度 g。已知三位同學做出的 T2-L 圖線的示意圖如圖丙中的 a、bc 所示,其中 a b 平行,b c 都過原點,圖線 b 對應的 g 值最接近當?shù)刂亓铀俣鹊闹。則相對于圖線 b,下列分析正確的是___(填選項前的字母)。

A.出現(xiàn)圖線 a 的原因可能是誤將懸點到小球下端的距離記為擺長 L B.出現(xiàn)圖線 c 的原因可能是誤將 49 次全振動記為 50

C.圖線 c 對應的 g 值小于圖線 b 對應的 g

D. 假設 b c 是小明和小紅分別在北京大學和廣州大學用同樣的實驗裝置描繪的圖線,不考慮其他誤差,則圖線 c 是小明所繪

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在真空中有一對帶電的平行金屬板水平放置。一帶電粒子沿平行于板面的方向,從左側兩極板中央射入電場中,恰能從右側極板邊緣處離開電場。不計粒子重力。若可以改變某個量,下列哪種變化,仍能確保粒子一定飛出電場

A. 只減小粒子的比荷

B. 只增大電場強度

C. 只增大粒子的帶電量

D. 只減小粒子的入射速度

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,一玻璃工件的上半部是半徑為R的半球體,O點為球心;下半部是半徑為R、高為2R的圓柱體,圓柱體底面鍍有反射膜。有一平行于中心軸OC的光線從半球面射入,該光線與OC之間的距離為06R。已知最后從半球面射出的光線恰好與入射光線平行(不考慮多次反射),求該玻璃的折射率。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,光滑的曲面與光滑的水平面平滑相連,一輕彈簧右端固定,質量為m的小球從高度h處由靜止下滑,則(  )

A. 小球與彈簧剛接觸時,速度大小為

B. 小球與彈簧接觸的過程中,小球機械能守恒

C. 小球在壓縮彈簧到最短時,彈簧的彈性勢能為

D. 小球在壓縮彈簧的過程中,小球的加速度保持不變

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,粗糙水平面上放置一塊長L2m,質量M=2kg的薄木板,一質量為m1kg的木塊放在木板的右端,輕質細線左端固定在墻上,右端通過力傳感器連在木塊上,F(xiàn)對木板施加一水平向右的力F,利用傳感器連接計算機繪制出細線拉力(F)與時間(t)的關系如圖乙所示。(g10m/s2) 試分析

(1)木塊與木板之間的動摩擦因數(shù)多大:

(2)已知木塊與地面、木板與地面之間的動摩擦因數(shù)均為0.2,現(xiàn)剪斷細線,對木板施加向右的恒力F11N,并開始計時,則t4s時,木塊的速度多大?

查看答案和解析>>

同步練習冊答案