题目内容

【题目】单色细光束射到一半径为R的透明球表面,光束在过球心的平面内,人射角= 45°。该光束经折射进入球内后又经其内表面反射一次,再经球表面折射后射出。已知真空中光速为c,入射光线与出射光线之间的夹角=30°,如图所示(图上已画出入射光线和出射光线)。

①在图上画出光线在球内的路径和方向(简要说明画图步骤)

②求透明球的折射率和光在透明球中传播的时间。

【答案】①如图;

【解析】1)作入射光线与出射光线之间的夹角为α的角平分线,该角平分线过球心O,与球面交于C点.入射点A和该角平分线与球面交点C的连线为光线在球内的路径,从C点反射后沿CB连线从B点射出,如图所示.


2)由几何关系及对称性,有:r=+i-r
解得:r=30°
由折射定律得:
由几何关系得:

光在透明球中传播路程为:L=2R
传播速度为:

练习册系列答案
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【题目】(8分)某实验小组利用如图甲所示的装置探究加速度和力的变化的关系,他们将宽度为d的挡光片固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与砝码盘相连,在水平桌面上的AB两点各安装一个光电门,记录小车通过AB时的遮光时间,小车中可以放置砝码。

(1)实验中木板略微倾斜,这样做目的是( )

A.为了使释放小车后,小车能匀加速下滑

B.为了增大小车下滑的加速度

C.可使得细线拉力做的功等于合力对小车做的功

D.可使得小车在未施加拉力时能匀速下滑

(2)实验主要步骤如下:

如图乙所示,用游标卡尺测量挡光片的宽度d =_______mm

将小车停在C点,在砝码盘中放上砝码,小车在细线拉动下运动,记录此时小车及小车中砝码的质量之和为,砝码盘和盘中砝码的总质量为m,小车通过AB时的遮光时间分别为,则小车通过AB过程中的加速度a=_______(用字母D.s表示)。

在小车中增减砝码或在砝码盘中增减砝码,重复的操作。

(3)若在本实验中没有平衡摩擦力,假设小车与水平长木板之间的动摩擦因数为。利用上面的实验器材完成实验,保证小车质量M不变,改变砝码盘中砝码的数量,即质量m改变(取绳子拉力近似为砝码盘及盘中砝码的总重力),测得多组m的数据,并得到m的关系图像(如图丙)。已知图像在纵轴上的截距为b,直线PQ的斜率为kAB两点的距离为s,挡光片的宽度为d,求解=_______(用字母bD.skg表示)

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