题目内容

【题目】如图所示是一透明物体的横截面，横截面为等腰三角形ABC，边长AB长为a，底面AC镀有反射膜。今有一条光线垂直AB边从中点入射，进入透明物体后直接射到底面AC上，并恰好发生全反射，（已知光在真空中的传播速度为c）求：

①透明物体的折射率和光在透明物体内的传播时间；

②若光线从AB面沿平行于底面的方向射向透明物体，求光线最终离开透明物体时的出射角。

【答案】(1) （2）

【解析】

（1）根据题意，光线射到AC面上时入射角度恰好为临界角C，由几何关系C=45°，根据可得

由几何关系可知光在透明物体中的传播路径长为a，设光在介质中的传播速度为v有

可得

（2）设此时光在AB面的入射角为，折射角为r，由题意可知，=45°

根据公式

可得r=30°

由几何关系可知α=45°，α=γ+β知β=15°，光在AC面的入射角为75°，发生全反射

设在BC面的入射角为'，折射角为r'，根据几何关系，'=30°

根据公式代入数值可得r'=45°

练习册系列答案
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【题目】如图所示，是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A、B是关于轴等距且平行的两束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路如图所示，MN是垂直于旋转的光屏，沿方向不断移动光屏，可以屏上得到一个光斑P，根据该光路图，下列说法正确的是_________。

A.A光的频率比B光的频率高

B.A光比B光更容易发生的衍射现象

C.在该玻璃体中，A光的速度比B光的速度小

D.光线在该玻璃体中射出时，发生全反射时A光的临界角大于B光的临界角

E.用同一双缝干涉实验装置分别用A、B光做实验，A光的干涉条纹间距大于B光的干涉条纹间距

【题目】某同学利用下列器材测量电源的电动势和内阻。

A．待测电源(电动势约2V)

B．电流表G（量程为400μA，内阻Rg=500Ω）

C．电阻箱R（最大阻值为99.99Ω）

D．定值电阻Ro（阻值为2.0Ω）

E．定值电阻R1(阻值为4.5kΩ)

F．开关S和导线若干。

（1）用如图甲所示电路图进行实验，请在图乙中用笔画线代替导线把各器材连成相应的实物图________。

（2）合上开关S后，调节电阻箱阻值，当电流表示数为I1时，电阻箱接入电路的阻值为R3；当电流表示数为I2时，电阻箱接入电路的阻值为R4，不计电流表巾的电流对电路的影响，据此可以计算出电源的电动势 为 ___，内阻为____。（均用I1、I2、R3、R4、Rg、Ro、R1表示）

（3）测量电源的电动势和内阻，我们往往用图象处理实验数据，改变电阻箱的阻值，获得多组电阻R、电流I的实验数据，再在坐标纸上作图象，要使作出的图象是直线，若应以为纵坐标，则应以____为横坐标建立直角坐标系。

【题目】如图所示，厚度不计、高h=90cm、截面积S=20cm2且导热良好的气缸置于水平地面上，用厚度不计的轻质活塞封闭了一定量的理想气体，此时气柱长度l0=60cm，现将质量m=4kg的物块轻放于活塞上，最终活塞重新达到平衡状态。已知活塞与气缸间接触光滑，外界大气压强p0=1×105Pa，环境温度始终不变，重力加速度g=10m/s2，求：

（ⅰ）活塞因放置物块而下降的距离；

（ⅱ）现通过气阀缓慢向气缸内充气，每次充入0.18L压强为1×105Pa的气体，若要活塞不滑出气缸，则最多可充气多少次。

【题目】下列说法正确的是（_____）

A. 在双缝干涉实验中，保持入射光的频率不变，增大双缝间的距离，干涉条纹间距也增大

B. 日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上滤光片，可以使景像更清晰，这是利用了光的偏振原理

C. 我们发现竖直向上高速运动的球体，在水平方向上长度变短了

D. 用光照射大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光，这是利用紫外线的荧光效应

E. 太阳光经过三棱镜的两次折射，会发散成彩色光带

【题目】工厂在生产纺织品、纸张等绝缘材料时为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示传感器。其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板，上下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上。当流水线上通过的产品厚度增大时，下列说法正确的是

A. A、B平行板电容器的电容减小

B. A、B两板间的电场强度增大

C. A、B两板上的电荷量变小

D. 有电流从b向a流过灵敏电流计

【题目】某同学为了测量某灯泡内阻，进行了如下实验：

（1）首先用多用电表进行粗测，下列操作步骤正确的是_____

A．甲图，机械调零过程中，红黑表笔短接

B．乙图，对灯泡电阻进行测量

C．丙图，利用所示旋钮进行欧姆调零

D．丁图，实验完成后，挡位调至所示位置

（2）.选择×10Ω挡位，在正确的操作步骤下，测量灯泡电阻，测量结果如图戊所示，灯泡的电阻为________Ω

（3）接下来用如图所示的实物图来测量小灯泡的伏安特性曲线，请根据实物图画出实验电路图_________。

【题目】对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。一段横截面积为S、长为l的直导线，单位体积内有n个自由电子，一个电子电量为e。该导线通有恒定电流时，导线两端的电势差为U，假设自由电子定向移动的速率均为v。

（1）求导线中的电流I；

（2）所谓电流做功，实质上是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。为了求解在时间t内电流做功W为多少，小红和小明给出了不同的想法：

小红记得老师上课讲过，W=UIt，因此将第（1）问求出的I的结果代入，就可以得到W的表达式。但是小红不记得老师是怎样得出W=UIt这个公式的。小明提出，既然电流做功是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功，那么应该先求出导线中的恒定电场的场强，即，设导体中全部电荷为q后，再求出电场力做的功，将q代换之后，小明没有得出W=UIt的结果。

请问你认为小红和小明谁说的对？若是小红说的对，请给出公式的推导过程；若是小明说的对，请补充完善这个问题中电流做功的求解过程。

（3）为了更好地描述某个小区域的电流分布情况，物理学家引入了电流密度这一物理量，定义其大小为单位时间内通过单位面积的电量。若已知该导线中的电流密度为j，导线的电阻率为ρ，试证明：。

【题目】光滑水平平台AB上有一根轻弹簧，一端固定于A，自然状态下另一端恰好在B。平台B端连接两个内壁光滑、半径均为R=0.2m的1/4细圆管轨道BC和CD。D端与水平光滑地面DE相接。E端通过光滑小圆弧与一粗糙斜面EF相接，斜面与水平面的倾角θ可在0°≤θ≤75°范围内变化（调节好后即保持不变）。一质量为m=0.1kg的小物块（略小于细圆管道内径）将弹簧压缩后由静止开始释放，被弹开后以v0=2m/s进入管道。小物块与斜面的滑动摩擦系数为，取g=10m/s2，不计空气阻力;

（1）求物块过B点时对细管道的压力大小和方向；

（2）当θ取何值时，小物块在EF上向上运动的时间最短？求出最短时间。

（3）求θ取不同值时，在小物块运动的全过程中产生的摩擦热量Q与tanθ的关系式。

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