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如图所示,一横截面为环形的均匀玻璃管,内圆半径为R,外圆半径为2R,圆心为O,P...

如图所示,一横截面为环形的均匀玻璃管,内圆半径为R,外圆半径为2R,圆心为OPQ为过圆心的水平直线。细光束a平行于PQ射到玻璃管上,入射方向恰好与内圆相切。已知光在真空中的速度为c=3×108m/s

(i)试证明无论该玻璃的折射率多大,光束a经过一次折射后在内圆边界处发生全反射;

(ii)若玻璃环的折射率为n=,光束a经过-次折射和一次全反射,从玻璃管的外圆边界射出(不考虑多次反射情况),则光线a在玻璃中传播的时间t为多少?(=2.646,计算结果保留两位有效数字)

 

(i)见解析;(ii)t=1.1R×10-8s 【解析】 (i)如图 在A点入射由折射定律可得 由几何关系可得 在ABO中由正弦定理得 由全反射临界角规律可得 由以上各式可得 (ii)B点全反射后光线为BE,如图 由对称性可知 AB=BE=x 在ABO中由余弦定理可得 由折射率 则时间为 联立得t=1.1R×10-8s  
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考点分析:
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位于坐标原点的波源在t=0时刻开始沿y轴做简谐运动,它激起的横波沿x轴正向传播,经一小段时间停止振动。当t=0.15s时,波的图象如图所示,此时波恰好传到P点,则下列说法正确的是_______________

A.P点频率是5Hz

B.波长是0.4m

C.P点沿y轴正方向运动

D.P点振动的总时间为0.015s

E.Q点再经0.05s停止振动

 

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如图所示,水平放置的汽缸内封闭一定质量的理想气体,活塞的质量m=10kg,横截面积S=100cm2,活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气,活塞到汽缸底部的距离L1=11cm,到汽缸口的距离L2=4cm。现将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置,待稳定后对缸内气体逐渐加热,使活塞上表面刚好与汽缸口相平。已知g=10m/s2,外界气温为27°C,大气压强为1.0×105Pa,活塞厚度不计,求:

(i)活塞上表面刚好与汽缸口相平时气体的温度是多少?

(ii)在对缸内气体加热的过程中,气体膨胀对外做功,同时吸收Q=350J的热量,则气体增加的内能∆U多大?

 

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下列说法正确的是_____________

A.在完全失重的环境中,空中的水滴是个标准的球体

B.气体的内能是分子热运动的平均动能与分子势能之和

C.晶体有固定的熔点且物理性质具有各向异性

D.气体的温度变化时,气体分子的平均动能一定也变化

E.金属是多晶体,在各个方向具有相同的物理性质

 

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在直角坐标系xoy中,x轴上方空间分布着竖直向上的匀强电场,场强大小为。在第一象限(包括xy轴的正方向)存在垂直坐标平面的周期性变化的磁场,磁感应强度的大小,变化规律如图所示,规定垂直坐标平面向外为磁场正方向。一带量为+q、质量为m的小球P被锁定在坐标原点,带电小球可视为质点。t=0时刻解除对P球的锁定,1s末带电小球P运动到y轴上的A点。此后匀强电场方向不变,大小变为原来的一半。已知重力加速度为10m/s2,求:

(1)小球P运动到A点时的速度大小和位移大小;

(2)定性画出小球P运动的轨迹(至少在磁场中两个周期)并求出小球进入磁场后的运动周期;

(3)若周期性变化的磁场仅存在于某矩形区域内,区域左边界与y轴重合,下边界与过A点平行于x轴的直线重合。为保证带电小球离开磁场时的速度方向沿y轴正方向,则矩形磁场区域的水平及竖直边长应同时满足什么条件?

 

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如图所示,某小型滑雪场的雪道倾角为,已知AB=BC=L,其中BC部分粗糙,其余部分光滑。现把滑雪车PQ固定在雪道上,两车质量均为m且可看作质点,滑雪车P恰在A点。滑雪车P上固定一长为L的轻杆,轻杆与雪道平行,左端与滑雪车Q接触但不粘连。现同时由静止释放两滑雪车,已知滑雪车与BC段的动摩擦因数为,重力加速度为g。求:

(1)滑雪车P刚进入BC段时,轻杆所受的压力多大?

(2)滑雪车Q刚离开BC段时,滑雪车PQ之间的距离为多少?

 

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