【題目】如圖所示，一橫截面為環(huán)形的均勻玻璃管，內(nèi)圓半徑為R，外圓半徑為2R，圓心為O，PQ為過(guò)圓心的水平直線。細(xì)光束a平行于PQ射到玻璃管上，入射方向恰好與內(nèi)圓相切。已知光在真空中的速度為c=3×108m/s。

(i)試證明無(wú)論該玻璃的折射率多大，光束a經(jīng)過(guò)一次折射后在內(nèi)圓邊界處發(fā)生全反射；

(ii)若玻璃環(huán)的折射率為n=，光束a經(jīng)過(guò)-次折射和一次全反射，從玻璃管的外圓邊界射出(不考慮多次反射情況)，則光線a在玻璃中傳播的時(shí)間t為多少?(=2.646，計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

【答案】(i)見解析；(ii)t=1.1R×10-8s

【解析】

(i)如圖

在A點(diǎn)入射由折射定律可得

由幾何關(guān)系可得

在ABO中由正弦定理得

由全反射臨界角規(guī)律可得

由以上各式可得

(ii)B點(diǎn)全反射后光線為BE，如圖

由對(duì)稱性可知

AB=BE=x

在ABO中由余弦定理可得

由折射率

則時(shí)間為

聯(lián)立得t=1.1R×10-8s

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，有四列簡(jiǎn)諧波同時(shí)沿x軸正方向傳播，波速分別是v、、、，a、b是x軸上所給定的兩點(diǎn)，且.在t時(shí)刻a、b兩點(diǎn)間四列波的波形分別如圖所示，則由該時(shí)刻起a點(diǎn)出現(xiàn)波峰的先后順序依次是圖_________；頻率由高到低的先后順序依次是圖__________.

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】將兩點(diǎn)電荷分別固定在x軸上的A、B兩點(diǎn)，其坐標(biāo)分別為(-4，0)和(2，0)，B處點(diǎn)電荷帶電量絕對(duì)值為Q，兩點(diǎn)電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)隨x變化的關(guān)系如圖所示，其中x=0處電勢(shì)最高，x軸上M、N兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(-1，0)和(1，0)，靜電力常量為k，則下列說(shuō)法正確的是(　　)

A.兩點(diǎn)電荷一定為異種電荷

B.M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度

C.M點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為

D.正的試探電荷由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程，電勢(shì)能先增大后減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】斜劈A放在水平地面上，質(zhì)量為的物體B在外力的共同作用下，沿斜劈表面向下運(yùn)動(dòng)。水平向右，沿斜劈表面向下，斜劈A靜止受到地面的摩擦力方向向左。若撤去某個(gè)力，在B仍向下運(yùn)動(dòng)，斜劈A仍靜止的情況下，則下列說(shuō)法中正確的是（　　）

A.若只撤去，B仍向下運(yùn)動(dòng)，則A受地面摩擦力方向不變

B.若只撤去，B仍向下運(yùn)動(dòng)，則A受地面摩擦力方向可能向右

C.若只撤去，B仍向下運(yùn)動(dòng)，則A受地面摩擦力方向不變

D.若只撤去，B仍向下運(yùn)動(dòng)，則A所受地面摩擦力方向可能向右

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，傾角為的斜面上靜置一質(zhì)量為的薄木板，木板的長(zhǎng)度為，質(zhì)量的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）以初速度沿木板頂端運(yùn)動(dòng)，物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，木板與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，斜面的底端固定一垂直于斜面的擋板，木板的下端距離擋板為，木板與擋板碰撞后立即粘在一起停止運(yùn)動(dòng)。設(shè)物塊與木板之間、木板與斜面之間的動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力，則（重力加速度)

(1)物塊落到斜面上后，木板經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間與擋板相碰；

(2)木板與擋板碰前的速度；

(3)物塊總共發(fā)生的位移。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】現(xiàn)有三束單束光，其波長(zhǎng)關(guān)系為.當(dāng)用光束照射某種金屬板時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動(dòng)能為，若改用光束照射該金屬板，飛出的光電子最大動(dòng)能為，當(dāng)改用光束照射該金屬板時(shí)（ ）

A.能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動(dòng)能為

B.能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動(dòng)能為

C.能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動(dòng)能為

D.由于光束光子能量最小，該金屬板不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】以的速度豎直向上拋出一物體，忽略空氣阻力影響，則物體上升的最大高度________；物體的重力勢(shì)能為動(dòng)能的一半時(shí)，物體離拋出點(diǎn)的高度_______；物體的重力勢(shì)能和動(dòng)能相等時(shí)，物體離拋出點(diǎn)的高度________；物體的動(dòng)能是勢(shì)能的一半時(shí)，物體離拋出點(diǎn)的高度_________；物體的速度減為時(shí)，物體離拋出點(diǎn)的高度_________．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】用圖甲所示的電路，測(cè)定一節(jié)舊干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有：

雙量程電流表：A（量程0~0.6A，0~3A）

雙量程電壓表：V（量程0~3V，0~15V）

滑動(dòng)變阻器：（阻值范圍0~10Ω，額定電流2A）；（阻值范圍0~100Ω，額定電流1A）

(1)為了調(diào)節(jié)方便，測(cè)量精度更高，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表的量程為______A，電壓表的量程為_______V，應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器________（填寫滑動(dòng)變阻器符號(hào)）。

(2)根據(jù)圖甲將圖乙中的實(shí)物正確連接，注意閉合開關(guān)時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)處于正確的位置并選擇正確的電表量程進(jìn)行連線_____________。

(3)通過(guò)多次測(cè)量并記錄對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U，利用這些數(shù)據(jù)在圖丙中畫出了U-I圖線。由圖線可以得出此干電池的電動(dòng)勢(shì)E=_____V（保留3位有效數(shù)字），內(nèi)電阻r=______Ω（保留2位有效數(shù)字）。

(4)引起該實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差的主要原因是（______）

A.由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比電源實(shí)際輸出的電流小

B.由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比電源實(shí)際輸出的電流大

C.由于電流表的分壓作用造成電壓表讀數(shù)總是比路端電壓小

D.由于電流表的分壓作用造成電壓表讀數(shù)總是比路端電壓大

(5)某同學(xué)利用如圖所示的電路測(cè)定干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，經(jīng)過(guò)正確的操作獲得了若干組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，據(jù)此描繪出的U-I圖像（其中U、I分別為電壓表和電流表的讀數(shù)）如下圖中的實(shí)線所示______。

A. B. C. D。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，輕且不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩懸掛質(zhì)量為的小圓球，圓球又套在可沿水平方向移動(dòng)的框架槽內(nèi)，框架槽在豎直方向，其質(zhì)量為．自細(xì)繩靜止于豎直位置開始，框架在的水平恒力作用下移至圖中位置，此時(shí)細(xì)繩與豎直方向夾角為30°．繩長(zhǎng)為0.2m，不計(jì)一切摩擦，g取．問(wèn)：

(1) 此過(guò)程中重力對(duì)小圓球做功為多少？

(2) 外力F做功為多大？

(3) 小圓球在此位置的瞬時(shí)速度大小是多少？（設(shè)此位置小圓球速度與框架槽速度間關(guān)系為）

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