【題目】如圖所示，過中心線的截面為矩形的圓柱形棒是用折射率n= 的透明材料制成的．圓柱形棒的直徑為D=6cm，一光束從左側(cè)端面中心射入圓柱形棒，在柱體內(nèi)發(fā)生多次全反射最終由棒的右側(cè)端面中心射出．若要使折射光在上下側(cè)邊恰好發(fā)生全反射．sin53°=0.8，cos53°=0.6，則

（1）這束光在左側(cè)端面的入射角的正弦值應為多少？
（2）若要使出射光與入射光平行，棒的長度應該滿足什么條件？

【答案】
（1）解：光在柱面上恰好發(fā)生全反射時，設臨界角為C，則：

sinC=

解得：C=53°

設光從圓柱棒的左側(cè)端面中心射入時入射角為i，折射角為r，

由折射定律有：

=n

由幾何關系知：r+C=90°

解得：sini=nsin（90°﹣C）=ncos53°=0.75

答：這束光在左側(cè)端面的入射角的正弦值應為0.75；


（2）由圖可知：要想出射光與入射光平行，光必須在上下側(cè)面全反射總次數(shù)為偶數(shù)次，

設全反射總次數(shù)為2k次（k=1、2、3…）

則s=

棒的長度L=2k×2s=16kcm（k=1、2、3…）

答：若要使出射光與入射光平行，棒的長度應該滿足16kcm（k=1、2、3…）的條件．


【解析】（1）首先根據(jù)臨界角和折射率之間的關系，求出臨界角，然后再根據(jù)折射定律，結(jié)合幾何關系求出入射角的正弦值。
（2）首先根據(jù)題意進行分析，要使出射光與入射光平行發(fā)生全反射的次數(shù)必須為偶數(shù)次，列出數(shù)列的通項公式求出長度應滿足的條件。
【考點精析】本題主要考查了光的折射的相關知識點，需要掌握光由一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時，在兩種介質(zhì)的界面上將發(fā)生光的傳播方向改變的現(xiàn)象叫光的折射才能正確解答此題．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“測定電源電動勢和內(nèi)阻”的實驗中，實驗室僅提供下列實驗器材：
A．兩節(jié)舊干電池，每節(jié)電動勢約1.5V
B．直流電壓表Vl、V2 ， 量程均為0～3V，內(nèi)阻約3kΩ
C．電流表，量程0～0.6A，內(nèi)阻小于1Ω
D．定值電阻R0 ， 阻值2Ω
E．滑動變阻器R，最大阻值15Ω
F．導線和開關若干

（1）請根據(jù)連接的實物圖甲，在圖乙虛線框中畫出對應的電路圖；
（2）根據(jù)圖甲電路進行實驗，測得多組U、I數(shù)據(jù)，作出U﹣I圖象，求出電動勢和內(nèi)阻的值均小于真實值，其產(chǎn)生誤差的原因是 ．
（3）實驗過程中，由于電流表發(fā)生了故障，某同學又設計了圖丙所示的電路測定電源的電動勢和內(nèi)阻，實驗中移動滑動變阻器觸頭，記錄Vl和V2的值如表所示，用測出的數(shù)據(jù)在圖丁中繪出U1﹣U2圖線．

組數(shù)

1

2

3

4

5

6

電壓U1/V

0.80

1.25

1.53

1.72

1.87

1.98

電壓U2/V

1.60

1.87

2.04

2.15

2.24

2.31


（4）由圖線可得被測電池組的電動勢E=V，內(nèi)阻r=Ω．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2017年4月23日，青島快樂運動秀之遙控車漂移激情挑戰(zhàn)，挑戰(zhàn)賽中若ab兩個遙控車同時同地向同一方向做直線運動，它們的v﹣t圖象如圖所示，則下列說法正確的是（　�。�

A. b車啟動時，a車在其前方2m處
B.運動過程中，b車落后a車的最大距離為4m
C.b車啟動3s后正好追上a車
D.b車超過a車后，兩車不會再相遇

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，理想變壓器原線圈輸入圖乙所示的正弦變電流，副線圈中的R0、R1為定值電阻，滑動變阻器的最大阻值為R，且R1＜R0 ． 理想交流電壓表V1、V2的示數(shù)分別為U1、U2；理想交流電流表A1、A2的示數(shù)分別為I1、I2； 理想交流電壓表V2和理想交流電流表A2示數(shù)變化的絕對值分別為△U2、△I2 ， 下列說法正確的是（　　）

A.t=0.01s時，理想交流電壓表V1的示數(shù)為零
B.滑動變阻器滑片從最下端向上滑動，I1增大，U2減小
C.滑動變阻器滑片從最下端向上滑動， 變大
D.滑動變附器滑片從最下端向上滑動，I2U2減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】恢復系數(shù)是反映碰撞時物體變形恢復能力的參數(shù)，它只與碰撞物體的材料有關．兩物體碰撞后的恢復系數(shù)為 ，其中v1、v2和v1'、v2'分別為物體m1、m2碰撞后的速度．某同學利用如下實驗裝置測定物體m1和m2碰撞后恢復系數(shù)．實驗步驟如下：

①如圖所示，將白紙、復寫紙固定在豎直放置的木條上，用來記錄實驗中球m1、球m2與木條的撞擊點；
②將木條豎直立在軌道末端右側(cè)并與軌道接觸，讓入射球m1從 斜軌上A點由靜止釋放，撞擊點為B'；
③將木條平移到圖中所示位置，入射球m1從 斜軌上A點由靜止釋放，確定撞擊點；
④球m2靜止放置在水平槽的末端相撞，將入射球m1從 斜軌上A點由靜止釋放，球m1和球m2相撞后的撞擊點；
⑤測得B'與撞擊點N、P、M各點的高度差分別為h1、h2、h3；
根據(jù)該同學的實驗，回答下列問題：
（1）兩小球的質(zhì)量關系為m1m2（填“＞”、“=”或“＜”）
（2）木條平移后，在不放小球m2時，小球m1從斜軌頂端A點由靜止釋放，m1的落點在圖中的點，把小球m2放在斜軌末端邊緣B處，小球m1從斜軌頂端A點由靜止開始滾下，使它們發(fā)生碰撞，碰后小球m1的落點在圖中點 ．
（3）利用實驗中測量的數(shù)據(jù)表示小球m1和小球m2碰撞后的恢復系數(shù)為e=點．
（4）若在利用天平測量出兩小球的質(zhì)量分別為m1、m2 ， 則滿足表示兩小球碰撞后動量守恒；若滿足表示兩小球碰撞前后機械能均守恒．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“探究”加速度與力、質(zhì)量的關系的實驗中，采用如圖A所示的實驗裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙 帶由打點計時器打出的點計算出．

①當M與m的大小關系滿足__________時，才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．

②一組同學在做加速度與質(zhì)量的關系實驗時，保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車及車中砝碼的質(zhì)量，測出相應的加速度．采用圖象法處理數(shù)據(jù)．為了比較容易地檢查出加速度a與質(zhì)量M的關系，應該做a與_______的圖象．

③如圖B所示為甲同學根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的a—F圖象，說明實驗存在的問題是______．

④乙、丙同學用同一裝置做實驗，畫出了各自得到的a-F圖象如圖C所示，兩個同學做實驗時的哪一個物理量取值不同_________．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學用如圖所示的實驗裝置研究小車在斜面上的運動.實驗步驟如下：

a.安裝好實驗器材.

b.接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿平板斜面向下運動，重復幾次，選出一條點跡比較清晰的紙帶，舍去開始密集的點跡，從便于測量的點開始，每兩個打點間隔取一個計數(shù)點，如下圖中0、1、2、…、6點所示.

c.測量1、2、3、…、6計數(shù)點到0計數(shù)點的距離，分別記為s1、s2、s3、…、s6.

d.通過測量和計算，該同學判斷出小車沿平板做勻變速直線運動.

e.分別計算出s1、s2、s3、…、s6與對應時間的比值.

f. 以為縱坐標、t為橫坐標，標出與對應時間t的坐標點，畫出-t圖象.

結(jié)合上述實驗步驟，請你完成下列任務：

①實驗中，除打點計時器(含紙帶、復寫紙)、小車、平板、鐵架臺、導線及開關外，在下列的器材中，必須使用的有______(填選項代號).

A．電壓合適的50 Hz交流電源

B．電壓可調(diào)的直流電源　

C．刻度尺　　　

D．秒表 　

E．天平 　

F．重錘

②該同學利用實驗得到的數(shù)據(jù)在圖中已標出各個計數(shù)點對應的坐標，請你在該圖中畫出-t圖象____ .

③根據(jù)-t圖象判斷，在打0計數(shù)點時，小車的速度v0＝_________m/s；它在斜面上運動的加速度a＝______m/s2.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v1運行．初速度大小為v2的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶．若從小物塊滑上傳送帶開始計時，小物塊在傳送帶上運動的vt圖象(以地面為參考系)如圖乙所示．已知v2＞v1，則(　　)

A. t2時刻，小物塊離A處的距離達到最大

B. t2時刻，小物塊相對傳送帶滑動的距離達到最大

C. 0～t2時間內(nèi)，小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左

D. 0～t2時間內(nèi)，小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一斜面固定在水平地面上，現(xiàn)將一小球從斜面上P點以某一初速度水平拋出，它在空中飛行的水平位移是x1 ， 若將初速度大小變?yōu)樵瓉淼?倍，空中飛行的水平位移是x2 ， 不計空氣阻力，假設小球落下后不反彈，則x1和x2的大小關系可能正確的是（ ）

A.x2=3x1
B.x2=4x1
C.x2=5x1
D.x2=6x1

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