【題目】軍事科技領(lǐng)域發(fā)明了一種折射率為負(fù)值的特殊材料電磁波通過(guò)空氣和這種材料時(shí)，電磁波的傳播規(guī)律仍然不變，入射角和折射角的大小關(guān)系仍然遵從折射定律（此時(shí)折射角取負(fù)值，即折射角和入射角在法線一同側(cè)�，F(xiàn)有一該材料制作的半球平放在可以吸收光線的地面上，如圖所示，以中心為坐標(biāo)原點(diǎn)建立豎直平面坐標(biāo)系。讓左側(cè)一束單色光從半圓的頂點(diǎn)入射，光在真空中傳播的速度為c，該材料對(duì)該單色光的折射率為n=2．半球的半徑為R。

（1）改變?nèi)肷浣嵌龋瑔?wèn)地面上光點(diǎn)橫坐標(biāo)的取值范圍。

（2）球求該色光在材料中傳播的最長(zhǎng)時(shí)間。

【答案】（1）地面上光點(diǎn)橫坐標(biāo)的取值范圍為[-R，0]。

（2）該色光在材料中傳播的最長(zhǎng)時(shí)間為。

【解析】

（1）根據(jù)題意知，入射點(diǎn)是圓頂點(diǎn)，折射光線在法線的左側(cè)，作出光路圖。

根據(jù)|n|=，當(dāng)入射角為90°，剛好折射角達(dá)到臨界角，則有：n=

可得臨界角為：r=30°

地面上光點(diǎn)橫坐標(biāo)的取值范圍為[-R，0]。

（2）光程最長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的時(shí)間最長(zhǎng)，最長(zhǎng)的光程為：S=

光在材料中傳播速度：v=

因此，該色光在材料中傳播的最長(zhǎng)時(shí)間為：t=。

解得：t=

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示的坐標(biāo)系xOy中，x<0，y>0的區(qū)域內(nèi)有沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，x≥0的區(qū)域內(nèi)有垂直于xOy坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，x軸上A點(diǎn)的坐標(biāo)為（－L，0），y軸上D點(diǎn)的坐標(biāo)為（0，）有一個(gè)帶正電的粒子從A點(diǎn)以初速度vA沿y軸正方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，經(jīng)過(guò)D點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，然后經(jīng)x軸上的C點(diǎn)（圖中未畫出）運(yùn)動(dòng)到坐標(biāo)原點(diǎn)O。不計(jì)重力。求：

(1)粒子在D點(diǎn)的速度vD是多大？

(2)C點(diǎn)與O點(diǎn)的距離xC是多大？

(3)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的比值是多大？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】甲、乙兩車以相同的速率v0在水平地面上相向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻乙車先以大小為a的加速度做勻減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速率減小到0時(shí)，甲車也以大小為a的加速度做勻減速運(yùn)動(dòng)．為了避免碰車，在乙車開(kāi)始做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，甲、乙兩車的距離至少應(yīng)為(　　)

A. B.

C. D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。按圖設(shè)置好實(shí)驗(yàn)裝置后，把細(xì)線系在小車上并繞過(guò)滑輪懸掛鉤碼。

(1)同學(xué)在實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備了圖中所示的實(shí)驗(yàn)裝置及下列輔助器材：

A．交流電源、導(dǎo)線

B．直流電源、導(dǎo)線

C．天平（含配套砝碼）

D．秒表

E．刻度尺

其中必要的器材是____________；

(2)某同學(xué)正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后，打出了一條紙帶如圖所示。計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s。從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離。則在打下點(diǎn)跡3時(shí)，小車運(yùn)動(dòng)的速度v=_____m/s（結(jié)果保留3位有效數(shù)字），該小車的加速度a=_____（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）；

(3)根據(jù)測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的a-F圖線不通過(guò)原點(diǎn)，請(qǐng)分析其主要原因是________________；圖中圖線（或延長(zhǎng)線）與F軸截距的物理意義是______________；

(4)在對(duì)上一問(wèn)中的裝置進(jìn)行了調(diào)整后，a-F圖線能夠通過(guò)原點(diǎn)。為得到更多的數(shù)據(jù)點(diǎn)，該同學(xué)不斷改變鉤碼質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)隨著F增大，a-F圖像由直線逐漸變?yōu)橐粭l彎曲的圖線，如圖所示。圖線在末端彎曲的原因是_____________________。

A．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大

B．所用小車的質(zhì)量太大

C．小車與軌道之間存在摩擦

D．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】(1)從宏觀現(xiàn)象中總結(jié)出來(lái)的經(jīng)典物理學(xué)規(guī)律不一定都能適用于微觀體系。但是在某些問(wèn)題中利用經(jīng)典物理學(xué)規(guī)律也能得到與實(shí)際比較相符合的結(jié)論。

例如，玻爾建立的氫原子模型，仍然把電子的運(yùn)動(dòng)看做經(jīng)典力學(xué)描述下的軌道運(yùn)動(dòng)。他認(rèn)為，氫原子中的電子在庫(kù)侖力的作用下，繞原子核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知電子質(zhì)量為m，元電荷為e，靜電力常量為k，氫原子處于基態(tài)時(shí)電子的軌道半徑為r1。氫原子的能量等于電子繞原子核運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能、電子與原子核系統(tǒng)的電勢(shì)能的總和。已知當(dāng)取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)能為零時(shí)，系統(tǒng)的電勢(shì)能，其中r為電子與氫原子核之間的距離，求處于基態(tài)的氫原子的能量。

(2)在微觀領(lǐng)域，動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律依然適用。

a．在輕核聚變的核反應(yīng)中，兩個(gè)氘核（）以相同的動(dòng)能做相向的彈性正碰，假設(shè)該反應(yīng)中釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為氦核（）和中子（）的動(dòng)能。已知氘核的質(zhì)量，中子的質(zhì)量，氦核的質(zhì)量，其中1u相當(dāng)于931MeV。請(qǐng)寫出該核反應(yīng)方程，并求出在上述輕核聚變的核反應(yīng)中生成的氦核和中子的動(dòng)能各是多少？（單位用MeV表示，結(jié)果保留1位有效數(shù)字）

b．裂變反應(yīng)可以在人工控制下進(jìn)行，用慢化劑中的原子核跟中子發(fā)生碰撞，使中子的速率降下來(lái)，從而影響裂變反應(yīng)的反應(yīng)速度。如圖所示，一個(gè)中子以速度v與慢化劑中靜止的原子核發(fā)生彈性正碰，中子的質(zhì)量為m，慢化劑中靜止的原子核的質(zhì)量為M，而且M＞m。為把中子的速率更好地降下來(lái)，現(xiàn)在有原子核的質(zhì)量M大小各不相同的幾種材料可以作為慢化劑，通過(guò)計(jì)算碰撞后中子速度的大小，并說(shuō)明慢化劑中的原子核M應(yīng)該選用質(zhì)量較大的好還是質(zhì)量較小的好。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】用波長(zhǎng)為187.5nm的光照射陰極材料為鎢的光電管，測(cè)量得到遏止電壓為2.09V。已知普朗克常量為6.63×10-34J·s，真空中的光速為3×108m/s，e=1.6×10-19C，氫原子能級(jí)示意圖如圖所示。保持反向電壓為2.09V，改用處于基態(tài)（n=1）的氫原子激發(fā)后輻射出的光子照射，為了使光電流不為零，最少應(yīng)給氫原子提供的能量為（ ）

A.4.54eVB.6.63eVC.10.20eVD.12.09eV

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，小車放在光滑的水平面上，將系繩小球拉開(kāi)到一定的角度，然后同時(shí)放開(kāi)小球和小車，那么在以后的過(guò)程中（　　）

A.小球向左擺動(dòng)時(shí)，小車也向左運(yùn)動(dòng)，且系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒

B.小球向左擺動(dòng)時(shí)，小車向右運(yùn)動(dòng)，且系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒

C.小球向左擺到最高點(diǎn)時(shí)，小球的速度為零而小車速度不為零

D.小球擺到最低點(diǎn)時(shí)，小車的速度達(dá)最大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置探究物體的加速度a與所受合力F的關(guān)系。

圖甲

①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源是______（選填選項(xiàng)前的字母）。

A．交流電源 B．直流電源

②他用小木塊將長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端墊高，目的是平衡摩擦力。具體操作是：把木板墊高后，小車放在木板上，在不掛小桶且計(jì)時(shí)器______（選填“打點(diǎn)”或“不打點(diǎn)”）的情況下，輕推一下小車，若小車拖著紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)，表明已經(jīng)消除了摩擦力和其它阻力的影響。

實(shí)驗(yàn)時(shí)保持小桶和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，其目的是____（選填選項(xiàng)前的字母）。

A．小車所受的拉力近似等于小車所受的合力

B．小車所受的拉力近似等于小桶和砝碼的總重力

C．保證小車運(yùn)動(dòng)的加速度不超過(guò)當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/span>

③圖乙是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為7個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出。相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為： 。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz，則小車的加速度a=________（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

圖乙

④另一位同學(xué)也利用圖甲所示的裝置做實(shí)驗(yàn)。他保持小桶和砝碼的質(zhì)量不變，改變放在小車中砝碼的質(zhì)量m，測(cè)出對(duì)應(yīng)的加速度a。假設(shè)已經(jīng)完全消除了摩擦力和其它阻力的影響。他沒(méi)有測(cè)量小車的質(zhì)量，而是以為縱坐標(biāo)，m為橫坐標(biāo)，畫出圖像。從理論上分析，下列圖像正確的是_______。

A B C D

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖1所示，豎直邊界分別為P和Q的區(qū)域?qū)挾葹?/span>4L，其內(nèi)部分布著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直方向上的周期性變化的電場(chǎng)，電場(chǎng)隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖2所示，E>0表示電場(chǎng)方向豎直向上．在t＝0時(shí)刻，一帶電量為＋q、質(zhì)量為m的帶電微粒從邊界P上的A點(diǎn)處水平射入該區(qū)域，先沿直線運(yùn)動(dòng)到某點(diǎn)，再經(jīng)歷一次完整的半徑為L的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，最后沿直線運(yùn)動(dòng)從邊界Q上的B點(diǎn)處離開(kāi)磁場(chǎng)，重力加速度為g.求：

(1) 圖2中的E0；

(2) 微粒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v0及磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；

(3) 電場(chǎng)變化周期T的范圍。

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