【題目】如圖甲所示,半圓柱形玻璃磚長為L,其半圓形截面的半徑為R,其折射率 。
(1)現(xiàn)有平行光束垂直射向上底矩形平面,如圖乙,試求在下側(cè)圓弧面上有光線射出的范圍(用截面上對應的圓心角大小表示);
(2)如圖丙,若平行光束以與上底平面成450角射向玻璃磚,要讓其下側(cè)圓弧面上沒有光線射出,需在上底平面上放置一塊遮光板,試求遮光板的最小面積。(正弦定理:a /sinA = b /sinB =c /sinC )
【答案】(1)900(2)
【解析】(1)光線垂直射向平面時射入玻璃磚內(nèi),其傳播方向不變.設(shè)某條光線射到圓弧面上的A點時剛好發(fā)生全反射,其臨界角為C,由折射定律有
得臨界角 C=45°
由幾何分析可知,A點右側(cè)光線的入射角小于臨界角.
由圓弧的對稱性可知,圓心O點右側(cè)與A點對稱的B點也剛好發(fā)生全反射.
故在下側(cè)圓弧面上有光線射出的圓弧對應的圓心角為∠AOB=2C=90°
(2)當平行光束與界面成45°入射時,其入射角 i=45°
由折射定律 ,得其對應的折射角的正弦值
得折射角 r=30°
設(shè)某條光線入射到點M經(jīng)折射后到圓弧面上的N點,剛好發(fā)生全反射,
有∠ONM=C=45°
在△MON中由正弦定理有
得M到圓心O的距離
同理,設(shè)O點右側(cè)某條光線射到H點時,其折射光線射到圓弧面上的G點也剛好發(fā)生全反射,在△HOG中,有
得,O到H的距離
在圓弧面上N到G點間的入射光線均可從圓弧面上射出,要下側(cè)圓弧面上沒有光線射出,只需遮擋住M到H間的位置,故遮光板的最小面積為
S=MHL=(MO+OH)L=
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【題目】如圖所示,在光滑水平面上,有一個粗細均勻的單匝正方形閉合線框abcd.t=0時刻,線框在水平外力的作用下,從靜止開始向右做勻加速直線運動,bc邊剛進入磁場的時刻為t1,ad邊剛進入磁場的時刻為t2,設(shè)線框中產(chǎn)生的感應電流的大小為i,ad邊兩端電壓大小為U,水平拉力大小為F,則下列i、U、F隨運動時間t變化關(guān)系圖像正確的是
A. B. C. D.
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【題目】如圖所示,用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律,即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系。
(1)實驗必須要求滿足的條件是_________。
A.斜槽軌道必須是光滑的
B.斜槽軌道末端的切線是水平的
C.入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下
D.若入射小球質(zhì)量為m1,被碰小球質(zhì)量為m2,則m1>m2
(2)圖中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影。實驗時,先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放,找到其平均落地點的位置P,測量平拋射程,然后,把被碰小球m2靜置于軌道的末端,再將入射球m1從斜軌S位置靜止釋放,與小球m2相撞,并多次重復。接下來要完成的必要步驟是___________。(填選項的符號)
A.用天平測量兩個小球的質(zhì)量m1、m2
B.測量小球m1開始釋放高度h和拋出點距地面的高度H
C.分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、N
D.測量平拋射程 、
(3)若兩球相碰前后的動量守恒,則其表達式可表示為__________(用(2)中測量的量表示);
(4)若ml=45.0g、m2=9.0g, =46.20cm,則可能的最大值為_________cm。
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【題目】某同學設(shè)計了如圖所示的電路來測量一個量程為3V的電壓表的內(nèi)電阻(幾千歐),實驗室提供直流電源的電動勢為6V,內(nèi)阻忽略不計;
(1)請完成圖甲的實物連接;
(2)在該實驗中,認為當變阻器的滑片P不動時,無論電阻箱的阻值如何增減,兩點間的電壓保持不變;請從下列滑動變阻器中選擇最恰當?shù)氖牵篲_______;
A.變阻器A(0-2000Ω,0.1A)
B.變阻器B(0-20Ω,1A)
C.變阻器C(0-5Ω,1A)
(3)連接好線路后,先將變阻器滑片P調(diào)到最____端,并將電阻箱阻值調(diào)到_____(填“0”或“最大”),然后閉合電鍵S,調(diào)節(jié)P,使電壓表滿偏,此后滑片P保持不動;
(4)調(diào)節(jié)變阻箱的阻值,記錄電壓表的讀數(shù);最后將電壓表讀數(shù)的倒數(shù)與電阻箱讀數(shù)R描點,并畫出圖所示的圖線,由圖象得,待測電壓表的內(nèi)阻值為_______Ω。(保留兩位有效數(shù)字)
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【題目】(2015北京理綜,24)真空中放置的平行金屬板可以用作光電轉(zhuǎn)換裝置,如圖所示.光照前兩板都不帶電.以光照射A板,則板中的電子可能吸收光的能量而逸出.假設(shè)所有逸出的電子都垂直于A板向B板運動,忽略電子之間的相互作用.保持光照條件不變.a(chǎn)和b為接線柱.
已知單位時間內(nèi)從A板逸出的電子數(shù)為N,電子逸出時的最大動能為Ekm,元電荷為e.
(1)求A板和B板之間的最大電勢差Um,以及將a、b短接時回路中的電流I短;
(2)圖示裝置可看作直流電源,求其電動勢E和內(nèi)阻r;
(3)在a和b之間連接一個外電阻時,該電阻兩端的電壓為U.外電阻上消耗的電功率設(shè)為P,單位時間內(nèi)到達B板的電子,在從A板運動到B板的過程中損失的動能之和設(shè)為ΔEk.請推導證明:P=ΔEk.
(注意:解題過程中需要用到,但題目中沒有給出的物理量,要在解題中做必 要的說明)
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【題目】2015年12月29日0時04分,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭成功發(fā)射“高分四號”衛(wèi)星,“高分四號”是我國首顆地球同步軌道高分辨率光學成像衛(wèi)星,也是目前世界上空間分辨率最高、幅寬最大的地球同步軌道遙感衛(wèi)星。它的發(fā)射和應用將使我國天基對地遙感觀測能力顯著提升。關(guān)于“高分四號”,下列說法正確的是
A.“高分四號”衛(wèi)星的空間分辨率很高,若它距地球更近一些,效果會好一些
B.“高分四號”衛(wèi)星繞地球做圓周運動的線速度小于地球的第一宇宙速度7.9 km/s
C.“高分四號”衛(wèi)星的向心加速度小于靜止在赤道上物體的向心加速度
D.“高分四號”衛(wèi)星的向心力與其它同步衛(wèi)星的向心力的大小相等
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【題目】如圖乙所示,理想變壓器原線圈a、b間接入如圖甲所示的交變電流,變壓器原副線圈匝數(shù)比為22:10,副線圈中接有滑動變阻器以及光敏電阻R,其阻值隨光照的增強而減小,其余電阻不計,則( )
A. 原線圈中接入交變電流瞬時值表達式為
B. 滑動變阻器滑片向右滑動時,副線圈電流減小
C. 在光敏電阻處增強光照,原線圈輸入功率變大
D. 若將光敏電阻換做二極管,則副線圈兩端電壓為50V
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【題目】關(guān)于平拋運動和圓周運動,下列說法正確的是 ( )
A. 平拋運動是勻變速曲線運動 B. 勻速圓周運動是速度不變的運動
C. 圓周運動是勻變速曲線運動 D. 勻速圓周運動的向心加速度不變
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【題目】下列說法正確的是( 。
A. 豎直玻璃管里的水銀面不是平面,而是“上凸”的,這是表面張力所致
B. 相對濕度是空氣里水蒸氣的壓強與大氣壓強的比值
C. 某氣體的摩爾質(zhì)量為M,密度為ρ,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則該氣體的分子體積為
D. 氣體溫度每升高1K所吸收的熱量與氣體經(jīng)歷的過程有關(guān).
E. 氣缸里一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生等壓膨脹時,單位時間碰撞器壁單位面積的氣體分子數(shù)一定減少
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