题目内容
8.如图所示,在广平MN的下方悬挂一个等腰三角形的玻璃砖,三角形ABC的顶点C为悬点,底边AB与广平平行,长L=40cm,底角为300,两束激光ab垂直与AB边射向AC、BC边的中点O1O2,结果在光屏MN上出现了两个光斑,已知玻璃砖对该激光的折射率为n=$\sqrt{3}$,光速为c=3×108m/s,求:(1)两个光斑之间的距离;
(2)激光从射入玻璃砖到达光屏所用的时间.
分析 (1)画出其中一束激光a的光路图,由折射定律求出折射角,由几何关系求两个光斑之间的距离;
(2)先根据几何知识求出激光在玻璃砖内传播的距离,由v=$\frac{c}{n}$求激光在玻璃砖内传播的速度,再求激光在玻璃砖内传播的时间.然后求得激光在空气中传播的时间,从而得到激光从射入玻璃砖到达光屏所用的总时间.
解答 解:(1)画出其中一束激光a的光路图,如图所示,在界面AC处,a光的入射角 r=30°
由光的折射定律可知:n=$\frac{sini}{sinr}$
代入数据解得:i=60°
有几何关系可知,△O1DC也为底角是30°的等腰三角形,故DC=$\frac{\frac{1}{4}AC}{cos30°}$
而AC=$\frac{\frac{1}{2}L}{cos30°}$
解得 DC=$\frac{L}{6}$=$\frac{40}{6}$cm=$\frac{20}{3}$cm
所以两个光斑之间的距离 S=2DC=$\frac{40}{3}$cm
(2)激光在玻璃砖中传播的时间 t1=$\frac{\frac{\sqrt{3}L}{12}}{\frac{c}{n}}$=$\frac{\sqrt{3}nL}{12c}$
代入数据解得 t1=$\frac{1}{3}×1{0}^{-9}$s
岀射后到达光屏的时间为:t2=$\frac{D{O}_{1}}{c}$=$\frac{DC}{c}$=$\frac{\frac{20}{3}×1{0}^{-2}}{3×1{0}^{8}}$=$\frac{2}{9}×1{0}^{-9}$s
故需要的总时间:t=t1+t2=$\frac{5}{9}×1{0}^{-9}$s
答:
(1)两个光斑之间的距离是$\frac{20}{3}$cm;
(2)激光从射入玻璃砖到达光屏所用的时间是$\frac{5}{9}×1{0}^{-9}$s.
点评 解决本题的关键要理解两个光斑形成的原因:光的折射,要正确画出光路图,结合几何知识来研究.
A. | 变大 | B. | 不变 | C. | 变小 | D. | 先变大后变小 |
A.电流表A1(量程0-0.6A,内阻约为1Ω)
B.电流表A2(量程0-3.0A,内阻约为0.2Ω)
C.电压表V1(量程0-3.0V,内阻约为1kΩ)
D.电压表V2(量程0-15.0V,内阻约为5kΩ)
E.滑动变阻器R1(阻值范围0~10Ω、最大电流2A)
F.滑动变阻器R2(阻值范围0~100Ω、最大电流0.2A)
(1)为了方便实验操作,实验中电流表应选择A,电压表应选择C,滑动变阻器应选择E(填实验器材前面的字母序号);
(2)正确选择电表后,测得实验中一组数据如图乙所示,此时电流表的示数为0.40A,电压表的示数为0.80V;
(3)该实验小组通过调节滑动变阻器,记录了几组电压表的示数及对应电流表的示数,如下表所示
电压/V | 1.30 | 1.14 | 1.12 | 0.58 | 0.82 | 0.74 |
电流/A | 0.10 | 0.20 | 0.25 | 0.30 | 0.40 | 0.45 |
A. | 粒子带正电 | |
B. | 粒子在ab间运动的过程中受到的静电力始终不发生变化 | |
C. | 粒子一定从a点运动到b点 | |
D. | 粒子在a点的动能一定大于b点的动能 |
A. | 根据图象知道R1>R2 | B. | 根据图象知道R1<R2 | ||
C. | 无法确定R1和 R2的大小 | D. | 以上说法都不对 |