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如图所示,一个圆柱形水桶的底面半径和高相等,在其底部的正中间O点有一个点光源,在...

如图所示,一个圆柱形水桶的底面半径和高相等,在其底部的正中间O点有一个点光源,在水桶内加入一定深度的水后,从水面上A点射出的光,恰好经过水桶口边缘的D点。已知BC为水桶直径,BAAC=52DCCE=34。求:

1)水对该单色光的折射率;

2)若在水面上放置一遮光圆盘,圆盘的中心始终在O点正上方,使点光源发出的光无论照射到水面上任何位置,都不能射出水面,求该遮光圆盘的面积至少应为水面面积的多少倍?(结果保留两位有效数字)

 

(1)(2)0.42 【解析】 考查光的折射和全反射。 (1)光路图如图所示: 设水桶的半径为R,则有: ,, 设光的折射角为i,入射角为 ,则有: 由折射定律: 解得:; (2)由题意,当点光源发出的光照射到水面发生全反射时,光不在射出水面。设光线入射到点时恰好发生全反射,则有: 设光线在水面恰好发生全反射的位置到O点的水平距离为x,则有: 所以遮光圆盘的面积至少应为: 遮光圆盘的面积与水面面积之比为: 联立解得:, 即遮光圆盘的面积至少应为水面面积的0.42倍。  
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如图甲所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=2s时的波形图,此时距波源x=6m处的质点M刚好从平衡位置开始振动。图乙为该波波源的振动图像,N为波传播方向上距波源x=11m处的质点。下列说法正确的是( 

A.该波的波速为1m/s

B.此时质点M的速度方向沿y轴负方向

C.质点Nt=8s时第一次到达波峰位置

D.t=4s时,x=7.5m的质点的加速度方向沿y轴负方向

E.质点M和质点N的振动方向始终相反

 

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1)当轻质细线作用力刚好变为零时缸内气体的压强;

2)当活塞移动到气缸顶部时气体的摄氏温度。

 

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下列说法正确的是( 

A.1g100℃的水的内能小于1g100℃的水蒸气的内能

B.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动

C.空气中的小水滴呈球形是水的表面张力作用的结果

D.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点

E.分子间距离增大时,分子力一定减小

 

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如图,竖直平面内放着两根间距L=1m、电阻不计的足够长平行金属板MN,两板间接一阻值R=2Ω的电阻,N板上有一小孔Q,在金属板MNCD上方有垂直纸面向里的磁感应强度B0=1T的有界匀强磁场,N板右侧区域KL上、下部分分别充满方向垂直纸面向外和向里的匀强磁场,磁感应强度大小分别为B1=3TB2=2T。有一质量M=0.2kg、电阻r=1Ω的金属棒搭在MN之间并与MN良好接触,用输出功率恒定的电动机拉着金属棒竖直向上运动,当金属棒达最大速度时,在与Q等高并靠近M板的P点静止释放一个比荷1×104C/kg的正离子,经电场加速后,以v=200m/s的速度从Q点垂直于N板边界射入右侧区域。不计离子重力,忽略电流产生的磁场,取g=10m/s2。求:

1)金属棒达最大速度时,电阻R两端电压U

2)电动机的输出功率P

3)离子从Q点进入右侧磁场后恰好不会回到N板,Q点距分界线高h等于多少?

 

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如图所示,足够长滑板静止在光滑水平面上,离滑板右端L=0.9m处有一竖直固定的挡板P。一物块以v0=6m/s的初速度从左端滑上滑板。物块可视为质点,质量为m=1kg的,滑板质量M=2kg,二者间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g=10m/s2。滑板与挡板的碰撞没有机械能损失。求:

1)滑板与挡板P碰撞前瞬间物块的速度大小。

2)站在地面上的观察者看到在一段时间内物块正在做加速运动,求这段时间内滑板的位移大小。

 

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