题目内容
如图,为某种透明材料做成的三棱镜横截面,其形状是边长为a的等边三角形,现用一束宽度为a的单色平行光束,以垂直于BC面的方向正好入射到该三棱镜的AB及AC面上,结果所有从AB、AC面入射的光线进入后恰好全部直接到达BC面.试求:
(i)该材料对此平行光束的折射率;
(ii)这些到达BC面的光线从BC面折射而出后,如果照射到一块平行于BC面的屏上形成光斑,则当屏到BC面的距离d满足什么条件时,此光斑分为两块?
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(i) 由于对称性,我们考虑从AB面入射的光线,这些光线在棱镜中是平行于AC面的,由对称性不难得出,光线进入AB面时的入射角α折射角β分别为α=60º,β=30º ·····3分
由折射定律,材料折射率
······3分
(ii)如图O为BC中点,在B点附近折射的光线从BC射出后与直线AO交于D,可看出只要光屏放得比D点远,则光斑会分成两块. 由几何关系可得OD=
··········2分
所以当光屏到BC距离超过
时,光斑分为两块 ·········································1分
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人骑自行车由静到动,除了要增加人和车的动能以外,还要克服空气及其他阻力做功。为了测量人骑自行车的功率,某活动小组进行了如下实验:在离出发线5m、10m、20m、30m、……70m的地方分别划上8条计时线,每条计时线附近站几个学生,手持秒表。听到发令员的信号后,受测者全力骑车由出发线启动,同时全体学生都开始计时。自行车每到达一条计时线,站在该计时线上的几个学生就停止计时,记下自行车从出发线到该条计时线的时间。实验数据记录如下(每个计时点的时间都取这几个同学计时的平均值):
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(1)自行车在每一路段内的速度变化不是很大,因此可以粗略的用每一段的平均速度代替该段的速度。请计算出上述表格中空缺的①、②处的数据:
① (m/s);② (m/s)。
(2)以纵轴v代表自行车在各段运动中的平均速度,横轴x代表运动中自行车的位置,试作出v~x图。(其中0~5m段的平均速度已画出)
(3)本次实验中,设学生和自行车在各段△x内所受阻力与其速度大小成正比(比例系数为K),则在各段平均阻力做功的表达式W= (用题设字母表示);若整个过程中该同学骑车的功率P保持不变,则P= (用题设字母表示)。
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用如图实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。已知m1=50g、m2=150g,则(g取10m/s2,结果保留两位有效数字)
⑴若图中用的是电火花打点计时器,则应使用 ▲
A.4~6V直流电源和复写纸 B.4~6V交流电源和墨粉纸盘
C.220V直流电源和复写纸 D.220V交流电源和墨粉纸盘
⑵在打点0~5过程中系统动能的增加量ΔEk= ▲ J,系统势能的减小量ΔEp= ▲ J;
⑶若某同学作出
-h图象如图,可求出当地的重力加速度g= ▲ m/s2。