【題目】如圖所示,AOB是截面為扇形的透明介質的橫截面圖,其圓心角∠AOB=90°,半徑為r。在OA邊的右半部分AD間有一束平行光線垂直OA邊射入透明介質,已知透明介質對該光線的折射率n=。(對于某一光線有折射時不考慮反射)
①求圓弧面上有光線射出的弧長;
②某光線經圓弧面兩次全反射后恰好垂直OB面射出,求出射點到O點的距離(可用三角函數表示)。
【答案】(1) (2)rcos22.5°
【解析】試題分析:根據求出臨界角,畫出光路圖結合幾何關系即可求出圓弧面上有光線射出的弧長和出射點到O點的距離。
①根據公式:
可得臨界角:C=60°
即光線在圓弧面上的入射角等于60°時恰好發(fā)生全反射。如圖所示,設光線從E點射入時,在F點恰好發(fā)生全反射,由幾何關系可知∠FOA=30°,從F點反射的光線恰好從B點射出,所以圓弧面FI間均有光線射出,由幾何關系可知
∠FOI=30°
圓弧面上有光線射出的弧長:
②設光線GH在圓弧面經過兩次反射后恰好垂直OB射出,出射點到O點的距離為lCK,則有:∠AOH=∠JOB=∠HOJ
而∠AOH+∠JOB+∠HOJ=90°
所以∠JOB=22.5°
lCK=rcos22.5°
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【題目】如圖所示,一固定直桿AB長為L=2m,與豎直方向的夾角為θ=53°,一質量為m=4kg,電荷量為q=+3×10-5 C的小球套在直桿上,將小球從A端靜止釋放,球與桿間的動摩擦因數為μ=.直桿所在處空間有水平向右的勻強電場,場強為E =1×106N/C。重力加速度g=10m/s2
(1) 求小球下滑過程所受摩擦力的大小
(2) 求小球下滑至桿的B端時的速度大小v1;
(3)桿與豎直方向的夾角不同,小球滑至桿的B端時的速度大小不同。當桿與豎直方向的夾角為某一值時,小球滑至B端具有最大的速度,求此夾角以及相應的小球滑至B端的速度大小。
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【題目】如圖甲所示,三塊相同的蹄形磁鐵并列放置在水平桌面上,可以認為磁極間的磁場是均勻的,將一根直導體棒用輕柔細導線水平懸掛在磁鐵的兩極間,導體棒的方向與磁感應強度的方向垂直。某同學實驗中選用導線“1、4”進行實驗,不通電流時,導體棒靜止在圖乙中的O位置;有電流通過時,導體棒將擺動一個角度,若分別使大小為I1、I2、I3的電流流過導體棒,導體棒上擺的最大高度分別為圖15乙中的X、Y、Z位置。已知三次電流大小的關系為I1<I2<I3。根據該同學的實驗現象,可獲得的直接結論為
A. 無電流時,導體棒不受磁場力的作用
B. 若導體棒內通電部分越長,則導體棒受到的磁場力就越大
C. 導體棒受到的磁場力大小與電流大小成正比
D. 電流較大時,導體棒受到的磁場力較大
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【題目】如圖所示,閉合圓導線圈平行地放置在勻強磁場中,其中ac、bd分別是平行、垂直于磁場方向的兩直徑.試分析線圈做以下哪種運動時能產生感應電流( )
A. 使線圈以ac為軸轉動
B. 使線圈以bd為軸稍做轉動
C. 使線圈在其平面內平動或轉動
D. 使線圈平面沿垂直紙面方向向紙外平動
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【題目】用如圖甲所示的實驗裝置驗證質量分別為m1、m2的兩物塊組成的系統(tǒng)機械能守恒。質量為m2的物塊在高處由靜止開始下落,打點計時器在質量為m1的物塊拖著的紙帶上打出一系列的點,對紙帶上的點跡進行測量,即可驗證機械能守恒定律。圖乙所示是實驗中獲取的一條紙帶:0是打下的第一個點,每相鄰兩計數點間還有4個點(圖中未標出),所用電源的頻率為50Hz,計數點間的距離如圖乙所示。已知m1=100g、m2=200g,取當地重力加速度為9.8m/s2。(結果均保留三位有效數字)
(1)打計數點5時物塊的速度大小為______m/s。
(2)在打計數點0到5的過程中,系統(tǒng)運能的增量Ek=______J;系統(tǒng)重力勢能的減少是Ep=_____J。
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【題目】用如圖所示的多用電表測量電阻,要用到選擇開關K和兩個部件S、T.請根據下列步驟完成電阻測量.
①旋動部件________,使指針對準電流的“0”刻線.
②將K旋轉到電阻擋“×100”的位置.③將插入“+”、“-”插孔的表筆短接,旋動部件________,使指針對準電阻的________(填“0”刻線或“∞刻線”).
④將兩表筆分別與待測電阻相接,發(fā)現指針偏轉角度過小.為了得到比較準確的測量結果,請從下列選項中挑出合理的步驟,并按________的順序進行操作,再完成讀數測量.
A.將K旋轉到電阻擋“×1 k”的位置
B.將K旋轉到電阻擋“×10”的位置
C.將兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩根引線相接
D.將兩表筆短接,旋動合適部件,對電表進行校準
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【題目】某靜電場中的電場線如圖所示,帶電粒子在電場中僅受電場力作用,其運動軌跡是圖中虛線,由M運動到N,以下說法正確的是
A. 粒子是正電荷
B. 粒子在M點的加速度大于N點的加速度
C. 粒子在M點的電勢能小于N點的電勢能
D. 粒子在M點的動能小于N點的動能
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【題目】如圖所示是表示磁場B,負電荷運動方向v和磁場對電荷作用力f的相互關系圖,這四個圖中畫的正確的是(圖中B、v、f兩兩垂直)( )
A. B. C. D.
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【題目】某物理實驗小組用下列器材進行實驗描繪一種特殊元件的伏安特性曲線,所測數據記錄在表格中:
器材有:A.待測元件
B.電流表A(0~50mA,內阻約為)
C.電壓表(0~3V,內阻約為)
D.電壓表(0~6V,內阻約為)
E.滑動變阻器(,2A) F.滑動變阻器(,0.2A)
G.學生電源(直流4V) H.開關及導線
(1)為了調節(jié)方便,盡可能準確測量,電壓表應選_______,滑動變阻器應選_______.(填器材序號)
(2)在虛線框內畫出實驗電路圖________________.
(3)在坐標紙上用描點法畫出元件的伏安特性(I~U)曲線_____________________.
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