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如图甲所示是由透明材料制成的半圆柱体,一束细光束由真空沿着径向与AB成θ角射入,...

如图甲所示是由透明材料制成的半圆柱体,一束细光束由真空沿着径向与AB成θ角射入,对射出的折射光线的强度随θ角的变化进行记录,得到的关系如图乙所示,如图丙所示是这种材料制成的器具,左侧是半径为R的半圆,右侧是长为8R,高为2R的长方体,一束单色光从左侧A′点沿半径方向与长边成37°角射入器具.已知光在真空中的传播速度为c,求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

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①该透明材料的折射率;

②光线至少要经过几次全反射才能穿过器具?并求出穿过器具所用的时间?(必须有必要的计算说明)

 

①该透明材料的折射率1.25; ②光线至少要经过3次全反射才能穿过器具,光线穿过器具的时间. 【解析】【解析】 ①由图乙可知,θ=37°时,折射光线开始出现,说明此时对应的入射角应是发生全反射的临界角,即:C=90°﹣37°=53°, 根据全反射临界角公式为:sinC= 则有折射率: n=arcsinC=1.25. ②因为临界角是53°,光线在玻璃砖中刚好发生3次全反射,光路图如图所示,则光程为: L=10R; 光在器具中的传播速度为:v==0.8c 光在器具中的传播时间:t==; 答:①该透明材料的折射率1.25; ②光线至少要经过3次全反射才能穿过器具,光线穿过器具的时间.   【点评】解决本题关键要理解全反射现象及其产生的条件,并掌握临界角公式,同时注意光在器具中的传播速度与光在真空中传播速度的不同.  
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考点分析:
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下列说法中正确的有(  )

A.不管光源与观察者是否存在相对运动,观察者观察到的光速是不变的

B.水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象

C.在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象

D.声源向静止的观察者运动,观察者接收到的频率小于声源的频率

E.未见其人先闻其声,是因为声波波长较长,容易发生衍射现象

 

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如图,一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置,管内用水银将一段气体封闭在管中.当温度为280K时,被封闭的气柱长L=22cm,两边水银柱高度差h=16cm,大气压强p0=76cm Hg.

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(1)为使左端水银面下降3cm,封闭气体温度应变为多少?

(2)封闭气体的温度重新回到280K后为使封闭气柱长度变为20cm,需向开口端注入的水银柱长度为多少?

 

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下列说法正确的是(  )

A.晶体有天然规则的几何外形,而非晶体无天然规则的几何外形

B.由于液面表面层的分子间距离大于液体内部分子间距离,液体表面存在张力导致小露珠呈球形

C.熵增加原理也可以表述为:一个系统的熵永远不会减少

D.当氢气和氦气的温度相同时,它们分子的平均动能一定相同

E.一定质量的理想气体,吸收热量内能可能减小

 

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如图所示,在直角坐标系xOy的第一象限中,存在竖直向下的匀强电场,电场强度大小为4E0.虚线是电场的理想边界线,虚线右端与x轴的交点为A,A点坐标为(L,0),虚线x轴所围成的空间内没有电场;在第二象限存在水平向右的匀强电场,电场强度大小为E0,M(﹣L,L)和N(﹣L,0)两点的连线上有一个产生粒子的发生器装置,产生质量均为m,电荷量均为q静止的带正电的粒子,不计粒子的重力和粒子之间的相互作用,且整个装置处于真空中.

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(1)若粒子从M点由静止开始运动,进入第一象限后始终在电场中运动并恰好到达A点,求这个过程中该粒子运动的时间及到达A点的速度大小;

(2)若从MN线上M点下方由静止发出的所有粒子,在第二象限的电场加速后,经第一象限的电场偏转穿过虚线边界后都能到达A点,求此边界(图中虚线)方程.

 

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如图1所示,一根直杆AB与水平面成某一角度固定,在杆上套一个小物块,杆底端B处有一弹性挡板,杆与板面垂直,现将物块拉到A点静止释放,物体下滑与挡板第一次碰撞前后的v﹣t图象如图2所示,物块最终停止在B点.重力加速度为g=10m/s2,求:

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(1)物块与杆之间的动摩擦因数μ;

(2)物块滑过的总路程s.

 

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