【題目】（10分）如圖，在注滿水的游泳池的池底有一點(diǎn)光源A，它到池邊的水平距離為3.0 m。從點(diǎn)光源A射向池邊的光線AB與豎直方向的夾角恰好等于全反射的臨界角，水的折射率為。

（i）求池內(nèi)的水深；

（ii）一救生員坐在離池邊不遠(yuǎn)處的高凳上，他的眼睛到地面的高度為2.0 m。當(dāng)他看到正前下方的點(diǎn)光源A時(shí)，他的眼睛所接受的光線與豎直方向的夾角恰好為45°。求救生員的眼睛到池邊的水平距離（結(jié)果保留1位有效數(shù)字）。

【答案】（i）m≈2.6 m （ii）0.7 m

【解析】（i）如圖，設(shè)到達(dá)池邊的光線的入射角為i。依題意，水的折射率n=，光線的折射角θ=90°。

由折射定律有

nsin i=sin θ①

由幾何關(guān)系有

sin i=②

式中，l=3 m，h是池內(nèi)水的深度。聯(lián)立①②式并代入題給數(shù)據(jù)得

h=m≈2.6 m③

（ii）設(shè)此時(shí)救生員的眼睛到池邊的距離為x。依題意，救生員的視線與豎直方向的夾角為θ'=45°。由折射定律有

nsini'=sin θ' ④

式中，i'是光線在水面的入射角。設(shè)池底點(diǎn)光源A到水面入射點(diǎn)的水平距離為a。由幾何關(guān)系有

sini'=⑤

x+l=a+h' ⑥

式中h'=2 m。聯(lián)立③④⑤⑥式得

x=（3–1）m≈0.7 m⑦

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】某氣體的摩爾質(zhì)量為M，分子質(zhì)量為m。若1摩爾該氣體的體積為Vm，密度為ρ，則該氣體單位體積分子數(shù)為（阿伏伽德羅常數(shù)為NA）

（A） （B） （C） （D）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在水下氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)大于氣泡表面外側(cè)水的壓強(qiáng)，兩壓強(qiáng)差Δp與氣泡半徑r之間的關(guān)系為Δp=,其中σ=0.070 N/m�，F(xiàn)讓水下10 m處一半徑為0.50 cm的氣泡緩慢上升。已知大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105 Pa，水的密度ρ=1.0×103 kg/m3，重力加速度大小g=10 m/s2。

（i）求在水下10 m處氣泡內(nèi)外的壓強(qiáng)差；

（ii）忽略水溫隨水深的變化，在氣泡上升到十分接近水面時(shí)，求氣泡的半徑與其原來(lái)半徑之比的近似值。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一列簡(jiǎn)諧橫波在介質(zhì)中沿x軸正向傳播，波長(zhǎng)不小于10 cm。O和A是介質(zhì)中平衡位置分別位于x=0和x=5 cm處的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)。t=0時(shí)開(kāi)始觀測(cè)，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)O的位移為y=4 cm，質(zhì)點(diǎn)A處于波峰位置；t=s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)O第一次回到平衡位置，t=1 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A第一次回到平衡位置。求：

（i）簡(jiǎn)諧波的周期、波速和波長(zhǎng)；

（ii）質(zhì)點(diǎn)O的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，固定的傾斜光滑桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán)，圓環(huán)與豎直放置的輕質(zhì)彈簧一端相連，彈簧的另一端固定在地面上的A點(diǎn)，彈簧處于原長(zhǎng)h。讓圓環(huán)沿桿由靜止下滑，滑到桿的底端時(shí)圓環(huán)速度為零。則在圓環(huán)下滑過(guò)程中（ ）

A．圓環(huán)重力的瞬時(shí)功率一直不斷增大，到底端時(shí)才變?yōu)榱?/span>

B．圓環(huán)、彈簧和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，彈簧的彈性勢(shì)能是先增大后減小

C．彈簧的彈性勢(shì)能變化了mgh

D．圓環(huán)速度最大時(shí)重力的瞬時(shí)功率也最大，彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí)圓環(huán)動(dòng)能也最大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑水平地面上有一小車(chē)，車(chē)上固定光滑斜面和連有輕彈簧的擋板，彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)，自由端恰在C點(diǎn)，總質(zhì)量為M＝2 kg。物塊從斜面上A點(diǎn)由靜止滑下，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)無(wú)能量損失。已知物塊的質(zhì)量m＝1 kg，A點(diǎn)到B點(diǎn)的豎直高度為h＝1．8m，BC長(zhǎng)度為L＝3 m，BD段光滑。g取10 m／s2。求在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中：

①簧彈性勢(shì)能的最大值；

②物塊第二次到達(dá)C點(diǎn)的速度。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某游樂(lè)園入口旁有一噴泉，噴出的水柱將一質(zhì)量為M的卡通玩具穩(wěn)定地懸停在空中。為計(jì)算方便起見(jiàn)，假設(shè)水柱從橫截面積為S的噴口持續(xù)以速度v0豎直向上噴出；玩具底部為平板（面積略大于S）；水柱沖擊到玩具底板后，在豎直方向水的速度變?yōu)榱�，在水平方向朝四周均勻散開(kāi)。忽略空氣阻力。已知水的密度為ρ，重力加速度大小為g。求

（i）噴泉單位時(shí)間內(nèi)噴出的水的質(zhì)量；

（ii）玩具在空中懸停時(shí)，其底面相對(duì)于噴口的高度。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置進(jìn)行驗(yàn)證：當(dāng)質(zhì)量m一定時(shí)，加速度a與力F成正比的關(guān)系，其中F=m2g，m=m1+m2（m1為小車(chē)及車(chē)內(nèi)砝碼的總質(zhì)量，m2為桶及桶中砝碼的總質(zhì)量）。具體做法是：將小車(chē)從A處由靜止釋放，用速度傳感器測(cè)出它運(yùn)動(dòng)到B處時(shí)的速度v，然后將小車(chē)內(nèi)的一個(gè)砝碼拿到小桶中，小車(chē)仍從A處由靜止釋放，測(cè)出它運(yùn)動(dòng)到B處時(shí)對(duì)應(yīng)的速度，重復(fù)上述操作。圖中AB相距x。

（1）設(shè)加速度大小為a，則a與v及x間的關(guān)系式是___________。

（2）如果實(shí)驗(yàn)操作無(wú)誤，四位同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出了下列圖象，其中哪一個(gè)是正確的

（3）下列哪些措施能夠減小本實(shí)驗(yàn)的誤差_______

A．實(shí)驗(yàn)中必須保證m2<<m1

B．實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力

C．細(xì)線在桌面上的部分應(yīng)與長(zhǎng)木板平行

D．圖中AB之間的距離x盡量小些

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】風(fēng)洞是研究空氣動(dòng)力學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。如圖，將剛性桿水平固定在風(fēng)洞內(nèi)距地面高度H=3.2m處，桿上套一質(zhì)量m=3kg，可沿桿滑動(dòng)的小球。將小球所受的風(fēng)力調(diào)節(jié)為F=15N，方向水平向左。小球以初速度v0=8m/s向右離開(kāi)桿端，假設(shè)小球所受風(fēng)力不變，取g=10m/s2。求：

（1）小球落地所需時(shí)間和離開(kāi)桿端的水平距離；

（2）小球落地時(shí)的動(dòng)能。

（3）小球離開(kāi)桿端后經(jīng)過(guò)多少時(shí)間動(dòng)能為78J？

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案