题目内容

【题目】如图所示，ABCDEF为横截面边长L=20 cm的正六边形玻璃砖，某单色光从AF边中点O以α=45°的入射角射入玻璃砖，已知玻璃砖对该单色光的折射率n=，光在真空中的传播速度c=3×108m／s。

①作出光在玻璃砖中传播的光路图并分析该单色光第一次从玻璃砖入射到与空气的界面上时是否发生全反射。

②求光线从O点入射到再次返回O点的最短时间。

【答案】（1），不能发生全反射 （2）

【解析】（1）由可得发生全反射的临界角为C=450

在AF边由折射定律

解得β=300

由几何关系γ=β=300<C故不能发生全反射，其光路如图

（2）由几何关系可知OO′=0.3m光线在玻璃中传播的距离s=3OO′=0.9m

光线在玻璃中的传播速度为v=c/n

时间t=s/v

解得t=3×10-9s

练习册系列答案
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【题目】如图，AB、CD两根足够长的平行光滑金属导轨，构成的斜面与水平面成，两导轨间距L=0.5m，导轨的电阻可忽略。A、C两点间接有阻值为的电阻。一根质量m=0.5kg、电阻r=0.1Ω的均匀直金属杆MN放在两导轨上，与导轨垂直且接触良好。整套装置处于磁感应强度B=1T，方向垂直斜面向下的匀强磁场中。自图示位置起，杆MN受到方向平行导轨沿斜面向下的拉力作用，由静止开始运动，测得通过电阻的电流随时间均匀增大。（取10m/s2， cos37°＝0.8）

（1）判断金属杆MN在匀强磁场中做何种运动，并请写出推理过程；

（2）若杆MN受到的力F=0.5v+1（式中为杆MN运动的速度，力的单位为N），求电阻的阻值；

（3）在（2）条件下，金属杆MN自静止开始下滑m的过程需要的时间和时间内通过电阻的电量。

【题目】（1）在“利用沙摆描绘振动图象”的实验中，将细沙倒在漏斗中，当细沙漏出的同时，让沙摆摆动起来，一段时间后，形成的长条形沙堆如图1所示：两边高且粗，中间低且细。

①如果在沙摆摆动的同时匀速拉动下方纸板（纸板上的虚线O1O2位于沙漏静止时的正下方），则一段时间后，形成如图2所示的曲线沙堆。分析可知，曲线沙堆在与虚线O1O2 垂直距离__________（选填“近”或“远”）的位置低且细。

②图3为图2中纸板上曲线沙堆的俯视图，沿沙摆振动方向建立x轴，沿O1O2方向建立t轴，就利用沙堆曲线得到了沙摆的振动图象。请说明为什么要匀速拉动下方纸板。

_____________________________________________________________________________

（2）用如图4所示的装置验证牛顿第二定律。

①除了图4中所给器材以及交流电源和导线外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是____________（选填正确选项的字母）。

A．秒表

B．天平（含砝码）

C．弹簧测力计

D．刻度尺

②实验前平衡小车与木板间摩擦力的做法是：把实验器材安装好，先不挂重物，将小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。用垫块把木板一端垫高，接通打点计时器，让小车以一定初速度沿木板向下运动，并不断调节木板的倾斜度，直到小车拖动纸带沿木板做_______运动。

③为使砂桶和砂的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力，需满足的条件是砂桶及砂的总质量_____小车的总质量。(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)

④实验中打出的一条纸带的一部分如图５所示。纸带上标出了连续的3个计数点A、B、C，相邻计数点之间还有4个点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。则打点计时器打B点时，小车的速度vB=__________m/s。多测几个点的速度做出v-t图像，就可以算出小车的加速度。

⑤为研究加速度和力的关系，要保证______________的总质量不变，改变砂桶内砂的质量，重复做几次实验，通过实验数据来研究加速度和力的关系。

⑥在研究加速度与质量的关系时，要保证的砂和砂桶的质量不变。若砂和砂桶的质量m与小车的总质量M间的关系不满足第③问中的条件，由实验数据作出a和的图线，则图线应如图6中的__________所示（选填正确选项的字母）。

【题目】轻核聚变在人类实践中可提供巨大的核能源，最简单的聚变反应是中子n和质子P聚合成氘核D，在形成氘核后，接着会发生一系列的核反应：

①D+D→T+P+4.04 MeV ②D+D→He+n+3.27 MeV

③D+T→He+n+17.58 MeV ④D+He→He+P+18.4 MeV

在①②中产生的T和He在③④中得到充分利用的情况下，以上四个核反应的总效果可表示为6D→2He+2X+2n+E，对于上述核反应下列表述正确的是 ( )

A. X应为T

B. E应为50.7 MeV

C. 参与反应的氘核中平均每个核子释放的能量约为3.6 MeV

D. He与T互为同位素

【题目】在某次动手实践活动中，指导老师要求同学们利用手中的器材测量小物块与木板间的动摩擦因数，某同学设计了如图所示的实验装置。

(1)实验时，该同学用两块完全相同的木板AB、CD组装成了如图所示的轨道，其中AB倾斜，CD水平，两木板连接处平滑相接。将小物块从木板AB的某位置由静止释放，小物块停止运动后，用毫米刻度尺测量小物块释放时距水平面的高度h以及在木板CD上滑行的距离x，为测得动摩擦因数，该同学还需要测量______________________________；

(2)改变释放高度h进行多次实验，记录对应的h1、x1，h2、x2，h3、x3，……之后以x为纵坐标，h为横坐标描点作图，得到一条倾斜直线，斜率为k，则小物块与木板间的动摩擦因数为_______(用测量量和k表示)。

【题目】在一个很小的矩形半导体薄片上，制作四个电极E、F、M、N，做成了一个霍尔元件，在E、F间通入恒定电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，M、N间的电压为UH．已知半导体薄片中的载流子为正电荷，电流与磁场的方向如图所示，下列说法正确的有（　　）

A. N板电势高于M板电势

B. 磁感应强度越大，MN间电势差越大

C. 将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行，UH不变

D. 将磁场和电流分别反向，N板电势低于M板电势

【题目】如图所示的xoy平面内，以（0，R）为圆心，R为半径的圆形区域内有垂直于xoy平面向里的匀强磁场（用B1表示，大小未知）；x轴下方有一直线MN，MN与x轴相距为），x轴与直线MN间区域有平行于y轴的匀强电场，电场强度大小为E；在MN的下方有矩形区域的匀强磁场，磁感应强度大小为B2，磁场方向垂直于xOy平面向外。电子a、b以平行于x轴的速度v0分别正对点、A（0，2R）点射入圆形磁场，偏转后都经过原点O进入x轴下方的电场。已知电子质量为m，电荷量为e， ，不计电子重力。

（1）求磁感应强度B1的大小；

（2）若电场沿y轴负方向，欲使电子a不能到达MN，求的最小值；

（3）若电场沿y轴正方向， ，欲使电子b能到达x轴上且距原点O距离最远，求矩形磁场区域的最小面积。

【题目】脉冲星的本质是中子星，具有在地面实验室无法实现的极端物理性质，是理想的天体物理实验室，对齐进行研究，有希望得到许多重大物理学问题的答案，譬如：脉冲星的自转周期极其稳定，准确的时钟信号为引力波探测、航天器导航等重大科学及技术应用提供了理想工具。2017年8月我国FAST天文望远镜首次发现两颗太空脉冲星；其中一颗星的自转周期为T（实际测量为1.83s，距离地球1.6万光年），假设该星球恰好能维持自转不瓦解；地球可视为球体，其自转周期为T0；同一物体在地球赤道上用弹簧秤测得重力为两极处的0.9倍，已知万有引力常量为G，则该脉冲星的平均密度ρ及其与地球的平均密度之比正确的是

A. B. C. D.

【题目】台球是一项深受人们喜爱的休闲运动，美式台球中共由大小相同的1个白球（母球）15个花球（色球）组成，又称花式台球。如图在某次击球过程中，白球以3m/s的速度向右运动与静止的黑球发生正碰，假设白球与黑球质量相等，碰撞中没有机械能损失，将台球视为质点，通过计算得到两球碰撞后的运动情况为：

A. 白球静止，黑球以3m/s的速度向右运动

B. 黑球静止，白球以3m/s的速度反弹向左运动

C. 白球和黑球都以下1.5m/s的速度向右运动

D. 白球以3m/s的速度反弹向左运动，黑球以3m/s的速度向右运动

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