题目内容

【题目】如图所示,储油桶的底面直径与高均为d。当桶内没有油时,从某点A恰能看到桶底边缘的点B。当桶内装满油时,仍沿AB方向看去,恰好看到桶底上的点CCB两点相距d。光在空气中的传播速度可视为真空中的光速c。则(  )

A.仅凭上述数据可以求出筒内油的折射率

B.仅凭上述数据可以求出光在筒内油中传播的频率

C.仅凭上述数据可以求出光在筒内油中传播的波长

D.来自C点的光射向油面时一定会出现全反射现象

【答案】A

【解析】

A.由题可知,没有油时,到达B点光线的入射角为

当装满油时,到达C点的光线的折射角为

利用数学知识可以求出,则可求出筒内油的折射率为

所以A正确;

BC.根据

可求得光在油中的传播速度,但是光的频率求不出来,根据

也求不出光在油中传播的波长,所以BC错误;

D.当桶内装满油时,仍沿AB方向看去,恰好看到桶底上的点C,根据光路的可逆性可知,当光从C点的射向油面时一定不会出现全反射现象,所以D错误。

故选A

练习册系列答案
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【题目】生活中经常会看到流体(如空气、水等)的旋涡现象。例如风由于旗杆的阻碍而产生旋涡,旋涡又引起空气、旗帜、旗杆在垂直于风速方向上的振动,风速越大这种振动就越快。

1)利用旋涡现象可以测定液体的流速。如图甲所示(为截面图),旋涡发生体垂直于管道放置,在特定条件下,由于旋涡现象,液体的振动频率f与旋涡发生体的宽度D、液体的流速v有简单的正比或反比的关系。请结合物理量的单位关系写出频率fvD之间的关系式(比例系数可设为kk是一个没有单位的常量)

2)液体的振动频率可利用电磁感应进行检测。如图乙所示,将横截面直径为d的圆柱形金属信号电极垂直于流体流动方向固定于管道中,其所在区域有平行于信号电极、磁感应强度为B的匀强磁场,图丙为俯视的截面图。流体振动时带动信号电极在垂直于流速的方向上振动,若信号电极上的感应电动势e随时间t的变化规律如图丁所示,图中的EmT均为已知量。求流体的振动频率f以及信号电极振动的最大速率vm

3)为了探测电极产生的信号,关于检测元件的设计,有人设想:选用电阻率为ρ的某导电材料制成横截面积为S、半径为r的闭合圆环,某时刻在圆环内产生一瞬时电流,由于自感该电流会持续一段短暂的时间,以便仪器检测。已知电流在环内产生的磁场可视为均匀磁场,磁感应强度的大小与电流成正比,方向垂直于圆环平面。若圆环内的瞬时电流恰好经减为零(T为流体的振动周期),且此过程中电流的平均值与初始时刻的电流成正比。结合(1)问的结果,请推导rvρD以及S之间的关系。

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