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7.半徑為R的玻璃四分之一圓柱體,圓心為O,底邊水平.玻璃的折射率n=3.一束單色光水平射向圓柱面,入射點(diǎn)為P,入射角r=60°,經(jīng)折射后照到MO間的某點(diǎn)Q,求:
①PQ間的距離;
②光線PQ能否在Q點(diǎn)發(fā)生全反射?

分析 (1)由n=sinrsini求出光在P點(diǎn)的折射角,然后結(jié)合光路圖中的幾何關(guān)系,求出光在玻璃磚內(nèi)傳播時(shí)PQ之間的距離;
(2)由幾何關(guān)系求出光在Q點(diǎn)的入射角,然后將該角度與玻璃的臨界角比較即可做出判定.

解答 解:(1)先假設(shè)光線能從左側(cè)射出,做出光路如圖所示,由題意知光在P點(diǎn)的入射角α=60°,
由折射定理n=sinrsini

得sinr=12,所以:i=30°   
由圖中幾何關(guān)系得:cos30°=\frac{PM}{PQ},cos60°=\frac{PM}{PO}
則:PQ=\frac{\sqrt{3}}{3}R
(2)設(shè)臨界角為C,則:sinC=\frac{1}{n}=\frac{\sqrt{3}}{3}
在左側(cè)的Q點(diǎn)處,根據(jù)幾何關(guān)系可知,光的入射角:i′=30°
所以:sini′=\frac{1}{2}\frac{\sqrt{3}}{3}
所以:i′<C
光不能發(fā)生全反射.
答:①PQ間的距離是\frac{\sqrt{3}}{3}R;
②光線PQ不能在Q點(diǎn)發(fā)生全反射.

點(diǎn)評(píng) 本題考查光的折射與全反射的條件.解得本題關(guān)鍵是作出光路圖,根據(jù)幾何知識(shí)求出入射角與折射角,同時(shí)要注意發(fā)生全反射的條件是從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì),入射角大于臨界角.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

17.某物理學(xué)習(xí)小組中甲、乙兩同學(xué)分別做了以下實(shí)驗(yàn).

(Ⅰ)甲同學(xué)用下列器材探究一個(gè)小燈泡(3V、1.5W)的電阻隨其兩端電壓的變化
關(guān)系:
A.待測(cè)小燈泡(3V、1.5W)                          B.電源(3V,內(nèi)阻不計(jì))
C.電流表(0~3A,內(nèi)阻0.1Ω)                       D.電流表(0~600mA,內(nèi)阻約0.5Ω)
E.電壓表(0~3V,內(nèi)阻約0.3kΩ)                    F.滑動(dòng)變阻器(0~10Ω,1A)
G.滑動(dòng)變阻器(0~1kΩ,300mA)                     H.開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干
①實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用D,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用F.(填器材前的字母)
(Ⅱ)乙同學(xué)用下列器材測(cè)定一電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻:
A.待測(cè)電池組(電動(dòng)勢(shì)約3V,內(nèi)阻約1Ω              B.定值電阻(R0=5Ω)
C.電阻箱R(0~99.9Ω)                         D.電壓表(0~3V,內(nèi)阻約5kΩ)
E.開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干
①請(qǐng)?jiān)趫D乙所示虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)原理圖.
②該同學(xué)正確測(cè)量后通過描點(diǎn)得到圖丙所示的\frac{1}{U}-\frac{1}{R}圖象,則由此可知電源的電動(dòng)勢(shì)為E=3.0V,內(nèi)電阻為r=1.0Ω.(保留兩位有效數(shù)字)
(Ⅲ)甲同學(xué)將小燈泡與乙同學(xué)實(shí)驗(yàn)中的電池組、定值電阻組成閉合回路,則小燈泡的實(shí)際功率為0.35W(保留兩位有效數(shù)字).

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18.下列說法正確的是(  )
A.溫度越高,放射性元素的半衰期越長(zhǎng)
B.發(fā)生β衰變時(shí),元素原子核的質(zhì)量數(shù)不變,電荷數(shù)增加1
C.如果使用某種頻率的光不能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),則需要增大該入射光的光照強(qiáng)度才行
D.太陽(yáng)輻射的能量主要來自太陽(yáng)內(nèi)部的輕核聚變
E.在相同速率情況下,利用質(zhì)子流制造的顯微鏡比利用電子流制造的顯微鏡有更高的分辨率

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15.關(guān)于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期,頻率,振幅,下列說法中哪些是正確的( �。�
A.振幅是矢量,方向從平衡位置指向最大位移處
B.周期和頻率的乘積是一個(gè)常數(shù)
C.振幅增加,周期也必然增加,而頻率減小
D.頻率與振幅有關(guān)

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2.某轟炸機(jī)在演習(xí)轟炸地面目標(biāo)時(shí),將炸彈以某一速度水平射出,地面監(jiān)視系統(tǒng)顯示出炸彈從B點(diǎn)飛出后的運(yùn)行軌跡,如果只考慮炸彈的重力作用,已知物體從B點(diǎn)到C點(diǎn)與從C點(diǎn)到D點(diǎn)的時(shí)間相等,則下列說法中正確的是( �。�
A.物體從B到C和從C到D重力做功之比為1:1
B.物體從B到C和從C到D重力做功的平均功率之比為1:3
C.物體運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)和D點(diǎn)重力的瞬時(shí)功率之比為1:3
D.物體從B點(diǎn)到C點(diǎn)與從C點(diǎn)到D點(diǎn)的動(dòng)能改變量之比為1:2

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12.在國(guó)際單位制中,電壓的單位是( �。�
A.庫(kù)侖B.伏特C.法拉D.特斯拉

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19.法國(guó)物理學(xué)家?guī)靵霭l(fā)現(xiàn):真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷Q1,Q2,存在相互作用力F,其大小與兩電荷量的乘積成正比,跟它們距離r的二次方成反比,寫成公式是:F=K\frac{{Q}_{1}{Q}_{2}}{{r}^{2}},如果將它們的電量都增大為原來的2倍,距離減少為\frac{r}{2},則作用力F′是F的多少倍?

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16.北京時(shí)間2015 年12 月22 日9 時(shí)29 分,美國(guó)太空探索公司(SpaceX)成功發(fā)射新型火箭Falcon 9FT,并在發(fā)射10 分鐘后非常完美地回收了一級(jí)火箭,并成功將Orbcomm 公司的11 顆通訊衛(wèi)星送入預(yù)定軌道.一級(jí)火箭的回收將大幅降低火箭發(fā)射費(fèi)用,人類前往太空不再昂貴,廉價(jià)太空時(shí)代即將到來.如圖為火箭通過尾部噴氣正豎直向著降落平臺(tái)減速降落的情景.火箭質(zhì)量為m,噴出氣體的質(zhì)量相對(duì)于火箭質(zhì)量很小,在離平臺(tái)高h(yuǎn) 時(shí)速度為v,降落過程中受空氣的浮力和阻力大小之和為Ff,剛要落在平臺(tái)上時(shí)的速度可忽略,降落過程中各力均可視為恒定.下列關(guān)于上述過程的描述正確的是( �。�
A.火箭處于失重狀態(tài)
B.降落過程中噴氣推力為mg-m\frac{{v}^{2}}{2h}-Ff
C.火箭的機(jī)械能減少了Ffh
D.火箭的重力勢(shì)能減少了mgh

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5.如圖所示,物體P以一定的初速度沿光滑水平面向右運(yùn)動(dòng),與一個(gè)右端固定的輕質(zhì)彈簧相撞,并被彈簧反向彈回.若彈簧在被壓縮過程中始終遵守胡克定律,那么在P與彈簧發(fā)生相互作用的整個(gè)過程中( �。�
A.P做勻變速直線運(yùn)動(dòng)
B.P的加速度方向保持不變
C.當(dāng)加速度數(shù)值最大時(shí),速度為零
D.有一段過程,P的加速度逐漸減小,速度逐漸增大

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