题目内容
13.如图所示,有一圆柱形容器,底面半径为R,在底面的中心处有一红色点光源S,它发出的红色光经时间t可以传到容器的边缘P,若容器内盛满某透明液体,S发出的红光经时间2t可以传到容器的边缘P,且恰好在P点高度发生全反射,求溶度的高度.分析 设OP之间的距离为d,光在空气中传播的速度为c,光在该液体中传播的速度为v,根据两次光传播时间关系,可得到v与c的关系,即可由公式n=$\frac{c}{v}$求折射率.
由于光恰好在P点发生全反射,入射角等于临界角C,由公式sinC=$\frac{1}{n}$求出C,即可由几何关系求解容器的高度h.
解答 解:设OP之间的距离为d,光在空气中传播的速度为c,光在该液体中传播的速度为v,则:d=ct=2vt
即:c=2v
故液体对红光的折射率 n=$\frac{c}{v}$=2
光线在P点恰好发生全反射,则入射角等于临界角C
则:sinC=$\frac{1}{n}$
可得 C=30°
容器的高度为:h=$\frac{R}{tan30°}$=$\sqrt{3}$R
答:该液体对红光的折射率n是2,容器的高度h为$\sqrt{3}$R.
点评 解决本题的关键要掌握全反射的条件、折射定律n=$\frac{sini}{sinr}$、临界角公式sinC=$\frac{1}{n}$、光速公式v=$\frac{c}{n}$,运用几何知识结合解决这类问题.
练习册系列答案
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8.两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L,顶端接阻值为R 的电阻.质量为m、电阻为r的金属棒在距磁场上边界h处静止释放,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直,如图所示,不计导轨的电阻,则( )
A. | 金属棒的进入磁场时的速度最大 | |
B. | 金属棒在磁场中运动时,流过电阻R 的电流方向为a→b | |
C. | 金属棒的速度为v时.所受的安培力大小为$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R+r}$ | |
D. | 金属棒以稳定的速度下滑时,电阻R的热功率为($\frac{mg}{BL}$)2R |
4.如图所示,带异种电荷的粒子a、b以相同的动能同时从O点射入宽度为d的有界匀强磁场,两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°,且同时到达P点,已知OP连线与边界垂直.则a、b两粒子的质量之比为( )
A. | 3:4 | B. | 2:1 | C. | 1:2 | D. | 4:3 |
1.在验证牛顿第二定律实验中,某组同学使用如图甲所示装置进行实验,打出一条完整的纸带,如图乙所示(每相邻计数点间还有四个点未画出,电源的频率为50Hz),各计数点之间的距离如表所示,这次实验小车的质量为500g,当地的重力加速度取g=10m/s2.
(1)该实验一项重要的操作步骤是平衡摩擦力,由图乙纸带可以判断出,该实验平衡摩擦力正好(填“过大”、“过小”或“正好”),当改变小车的质量重新做实验时,不需要(填“需要”或“不需要”)重新平衡摩擦力;
(2)计数点3时小车的速度为9.6×10-2m/s,小车的质量为500g,由打出的纸带乙可以得出小桶的质量为15g(保留2为有效数字)
x01 | x12 | x23 | x34 | x45 | x56 | x67 | x78 | x89 |
2.1mm | 5.1mm | 8.1mm | 11.1mm | 14.1mm | 17.1mm | 18.6mm | 18.6mm | 18.6mm |
(1)该实验一项重要的操作步骤是平衡摩擦力,由图乙纸带可以判断出,该实验平衡摩擦力正好(填“过大”、“过小”或“正好”),当改变小车的质量重新做实验时,不需要(填“需要”或“不需要”)重新平衡摩擦力;
(2)计数点3时小车的速度为9.6×10-2m/s,小车的质量为500g,由打出的纸带乙可以得出小桶的质量为15g(保留2为有效数字)
8.如图,左侧为加速电场,右侧为偏转电场,加速电场的加速电压是偏转电场电压的k倍,有一初速为零的电荷经加速电场加速后,从偏转电场两板正中间垂直电场方向射入,且正好能从极板下边缘穿出电场,不计电荷的重力,则偏转电场长宽之比$\frac{l}{d}$的值为( )
A. | $\sqrt{k}$ | B. | $\sqrt{2k}$ | C. | $\sqrt{3k}$ | D. | $\sqrt{5k}$ |
18.如图所示为某一皮带传动装置.主动轮的半径为r1,从动轮的半径为r2.已知主动轮做顺时针转动,转速为n,转动过程中皮带不打滑.下列说法正确的是( )
A. | 从动轮做顺时针转动 | B. | 从动轮的转速为$\frac{{r}_{2}}{{r}_{1}}$n | ||
C. | 从动轮的转速为$\frac{{r}_{1}}{{r}_{2}}$n | D. | 从动轮的转速为$\frac{{r}_{2}}{{r}_{1}}$n2 |
5.如图,a、b、c是三个小物块,a、b用绕过轻质定滑轮的细线相连,a放在固定的光滑斜面上,b、c在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,c放在水平地面上.现控制使细线伸直但无弹力,此时滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行.将a由静止释放,a沿斜面下滑至速度最大时c恰好离开地面.已知ma=4m,mb=mc=m不计细线与滑轮问的摩擦,下列说法正确的是( )
A. | 斜面倾角的正弦值为0.6 | |
B. | c离开地面时,绳子拉力的大小为2mg | |
C. | c离开地面时,b的速度值为2g$\sqrt{\frac{m}{5k}}$ | |
D. | 从释放a到c刚离开地面的过程中,a、b与地球组成的系统机械能守恒 |
3.磁流体发电机可以把气体的内能直接转化为电能,是一种低碳环保发电机,有着广泛的发展前景,其发电原理示意图如图所示.将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和负电的微粒,整体上呈电中性)喷射入磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场区域有两块面积为S、相距为d的平行金属板与外电阻R相连构成一电路,设气流的速度为v,气体的电导率(电阻率的倒数)为g.则以下说法正确的是( )
A. | 上板是电源的正极,下板是电源的负极 | |
B. | 两板间电势差为U=Bdv | |
C. | 流经R的电流为I=$\frac{Bdv}{R}$ | |
D. | 流经R的电流为I=$\frac{BdνSg}{gSR+d}$ |