[题目]如图所示.用折射率为的透明材料.做成一个圆锥形的光学器件.圆锥的底面半径L.圆锥母线与轴线夹角为600.现用一束横截面与圆锥底面等大的圆柱状单色激光束垂直照射该光学器件的底面.P为垂直于圆锥轴线放置的光屏.已知光速为c.求: (i) 将光屏放置在离锥顶多远处时.屏上的光斑面积最小,(ii) 保持(i)中屏的位置不变.求离圆锥轴线上方距离为处的光线从照射到题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】如图所示，用折射率为的透明材料，做成一个圆锥形的光学器件，圆锥的底面半径L，圆锥母线与轴线夹角为600，现用一束横截面与圆锥底面等大的圆柱状单色激光束垂直照射该光学器件的底面（不考虑反射光线），P为垂直于圆锥轴线放置的光屏，已知光速为c，求：

(i) 将光屏放置在离锥顶多远处时，屏上的光斑面积最小；

(ii) 保持(i)中屏的位置不变，求离圆锥轴线上方距离为处的光线从照射到玻璃砖到射到屏P上所用的时间。

【答案】(1) (2)

【解析】试题分析：画出光路图，根据折射定律求出折射角，由几何知识可知，求出屏上的光斑面积；几何知识求出光线在圆柱体传播的距离，由公式求出光在圆柱体传播的速度，再求解光线的传播时间。

(i)光路如图所示：

由图可知：θ1=300

由折射定律得：故

设光屏到锥顶的距离为S，则有：CD=S BC=

故：AB = OC =OD+CD=

由几何关系可得：AB =

故：

(ii) 在玻璃中：光速为:

所用的用时为：t1=

在空气中路程为

用时：t1=

所用的总时间为：t1=

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A.在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片；

B.用天平分别测出小滑块a(含挡光片)和小球b的质量ma、mb；

C.在a和b间用细线连接，中间夹一被压缩了的轻短弹簧，静止放置在平台上；

D.烧断细线后，a、b瞬间被弹开，向相反方向运动；

E.记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间△t；

F.滑块a最终停在C点(图中未画出)用刻度尺测出AC之间的距离Sa；

G.小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面的B点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离Sb；

H.改变弹簧压缩量，进行多次测量。

(1)用螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图乙所示，则挡光片的宽度为___________mm；

(2)该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证两物体a、b弹开后的动量大小相等，即a的动量大小____________等于b的动量大小____________；(用上述实验所涉及物理量的字母表示)

(3)改变弹簣压缩量，多次测量后，该实验小组得到小滑块a的Sa与关系图象如图丙所示，图象的斜率为k，则平台上A点左侧与滑块a之间的动摩擦因数大小为____________。(用上述实验数据字母表示)

【题目】在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，实验室提供有“2.5V，0.3A”的小灯泡，学生电源、电流表和电压表，采用如图甲所示的电路进行实验。

（1）现有两个滑动变阻器R1（0～10Ω，2A）和R2（0～1kΩ，1A），实验中应选用的滑动变阻器是_____。

（2）请根据图甲所示的电路，在图乙中将实物连线补充完整_____。

（3）如图丙是某同学根据实验数据描绘出的伏安特性曲线，从图形可以得出小灯泡灯丝的电阻率随温度变化的特点是_____。

（4）若实验室现只有一个电动势为6V的铅蓄电池，为了调节方便，同时确保实验过程的安全性，某同学设计在电路中位置增加一个合适的定值电阻R0，在如图丁给出的A、B、C三个位置中，最合理的是_____。

【题目】2017年8月我国自主设计的载人深潜器“深海勇士号”在南海进行下潜试验。下图是它从水面开始下潜到返回水面的全过程的速度时间图像，则下列说法中正确的是

A. 本次实验过程中加速度最大值是0.025m/s2

B. 在0～1 min和8～10min的时间段内“深海勇士号”处于超重状态

C. “深海勇士号”本次下潜的最大深度为360m

D. “深海勇士”在1～3min的时间内处于静止状态

【题目】某探究小组为了测量两个相距很近的异名磁极间的磁场（可视为匀强磁场）的磁感应强度，

设计了如下实验，将两根完全相同劲度系数都为的轻弹簧竖直悬挂，并在旁边的刻度尺上记下此时弹簧下端位置，标记为O，然后将长为L的导体棒悬挂在弹簧下端，并完全放入磁场中，然后用轻质软导线将导体棒两端与接线柱相连，再通入电流，记下此时弹簧下端在刻度尺上的位置到O的长度X，最后利用测得的数据绘成X— 图像。实验中提供了以下器材：

A．电阻约为1Ω的导体棒

B．电流表A1（量程3A，

内阻约0.2Ω）

C．电流表A2（量程0.6A，

内阻约1Ω）

D．滑动变阻器R1（0～100Ω）

E．滑动变阻器R2（0～20Ω）

F．干电池（电动势1.5V）2节

G．开关及导线若干

（1）实验中要求导体棒上的电流从零开始连续可调，多测几组数据，电流表应该选用____________，滑动变阻器应选用________。（均填写仪器前面的字母）。

（2）图1中的部分导线已经连好，请将图中剩余的电路连接完整。

（3）该小组多次测量，并将测得的长度X和电流I，绘成X—I图像（图2），并求得图像

的斜率为a，与纵轴截距为b，则该小组利用图像可得该匀强磁场的磁感应强度大小为________，导体棒的质量为________。（用a、b、k、L、g表示）

【题目】如图所示，空间存在范围足够大且水平向左的匀强电场，虚线ab为其上边界。在靠近上边界ab有一绝缘光滑轨道，轨道厚度不计，在轨道上静止有两个大小相同的小球，绝缘不带电的小球A质量为3m，带电量为＋q的小球B质量为m。给小球B—向右初速度v0，小球B由N点进入电场，一段时间后小球经过N点正下方的P点，NP间距。若B球静止时给A球一初速度v0，A与B发生弹性碰撞后进入电场，重力加速度为g。求：