【題目】如圖所示，用折射率為的透明材料，做成一個圓錐形的光學器件，圓錐的底面半徑L，圓錐母線與軸線夾角為600，現(xiàn)用一束橫截面與圓錐底面等大的圓柱狀單色激光束垂直照射該光學器件的底面（不考慮反射光線），P為垂直于圓錐軸線放置的光屏，已知光速為c，求：

(i) 將光屏放置在離錐頂多遠處時，屏上的光斑面積最�。�

(ii) 保持(i)中屏的位置不變，求離圓錐軸線上方距離為處的光線從照射到玻璃磚到射到屏P上所用的時間。

【答案】(1) (2)

【解析】試題分析：畫出光路圖，根據(jù)折射定律求出折射角，由幾何知識可知，求出屏上的光斑面積；幾何知識求出光線在圓柱體傳播的距離，由公式求出光在圓柱體傳播的速度，再求解光線的傳播時間。

(i)光路如圖所示：

由圖可知：θ1=300

由折射定律得： 故

設光屏到錐頂?shù)木嚯x為S，則有：CD=S BC=

故：AB = OC =OD+CD=

由幾何關系可得：AB =

故：

(ii) 在玻璃中：光速為:

所用的用時為：t1=

在空氣中路程為

用時：t1=

所用的總時間為：t1=

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某物理興趣小組利用如圖甲所示的裝置進行驗證動量守恒定律及平臺上A點左側(cè)與滑塊a之間的動摩擦因數(shù)的實驗在足夠大的水平平臺上的A點放置一個光電門，水平平臺上A點右側(cè)摩擦很小，可忽略不計，左側(cè)為粗糙水平面，當?shù)刂亓铀俣却笮?/span>g。采用的實驗步驟如下：

A.在小滑塊a上固定一個寬度為d的窄擋光片；

B.用天平分別測出小滑塊a(含擋光片)和小球b的質(zhì)量ma、mb；

C.在a和b間用細線連接，中間夾一被壓縮了的輕短彈簧，靜止放置在平臺上；

D.燒斷細線后，a、b瞬間被彈開，向相反方向運動；

E.記錄滑塊a通過光電門時擋光片的遮光時間△t；

F.滑塊a最終停在C點(圖中未畫出)用刻度尺測出AC之間的距離Sa；

G.小球b從平臺邊緣飛出后，落在水平地面的B點，用刻度尺測出平臺距水平地面的高度h及平臺邊緣鉛垂線與B點之間的水平距離Sb；

H.改變彈簧壓縮量，進行多次測量。

(1)用螺旋測微器測量擋光片的寬度，如圖乙所示，則擋光片的寬度為___________mm；

(2)該實驗要驗證“動量守恒定律”，則只需驗證兩物體a、b彈開后的動量大小相等，即a的動量大小____________等于b的動量大小____________；(用上述實驗所涉及物理量的字母表示)

(3)改變彈簣壓縮量，多次測量后，該實驗小組得到小滑塊a的Sa與關系圖象如圖丙所示，圖象的斜率為k，則平臺上A點左側(cè)與滑塊a之間的動摩擦因數(shù)大小為____________。(用上述實驗數(shù)據(jù)字母表示)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，實驗室提供有“2.5V，0.3A”的小燈泡，學生電源、電流表和電壓表，采用如圖甲所示的電路進行實驗。

（1）現(xiàn)有兩個滑動變阻器R1（0～10Ω，2A）和R2（0～1kΩ，1A），實驗中應選用的滑動變阻器是_____。

（2）請根據(jù)圖甲所示的電路，在圖乙中將實物連線補充完整_____。

（3）如圖丙是某同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描繪出的伏安特性曲線，從圖形可以得出小燈泡燈絲的電阻率隨溫度變化的特點是_____。

（4）若實驗室現(xiàn)只有一個電動勢為6V的鉛蓄電池，為了調(diào)節(jié)方便，同時確保實驗過程的安全性，某同學設計在電路中位置增加一個合適的定值電阻R0，在如圖丁給出的A、B、C三個位置中，最合理的是_____。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2017年8月我國自主設計的載人深潛器“深海勇士號”在南海進行下潛試驗。下圖是它從水面開始下潛到返回水面的全過程的速度時間圖像，則下列說法中正確的是

A. 本次實驗過程中加速度最大值是0.025m/s2

B. 在0～1 min和8～10min的時間段內(nèi)“深海勇士號”處于超重狀態(tài)

C. “深海勇士號”本次下潛的最大深度為360m

D. “深海勇士”在1～3min的時間內(nèi)處于靜止狀態(tài)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某探究小組為了測量兩個相距很近的異名磁極間的磁場（可視為勻強磁場）的磁感應強度，

設計了如下實驗，將兩根完全相同勁度系數(shù)都為的輕彈簧豎直懸掛，并在旁邊的刻度尺上記下此時彈簧下端位置，標記為O，然后將長為L的導體棒懸掛在彈簧下端，并完全放入磁場中，然后用輕質(zhì)軟導線將導體棒兩端與接線柱相連，再通入電流，記下此時彈簧下端在刻度尺上的位置到O的長度X，最后利用測得的數(shù)據(jù)繪成X— 圖像。實驗中提供了以下器材：

A．電阻約為1Ω的導體棒

B．電流表A1（量程3A，

內(nèi)阻約0.2Ω）

C．電流表A2（量程0.6A，

內(nèi)阻約1Ω）

D．滑動變阻器R1（0～100Ω）

E．滑動變阻器R2（0～20Ω）

F．干電池（電動勢1.5V）2節(jié)

G．開關及導線若干

（1）實驗中要求導體棒上的電流從零開始連續(xù)可調(diào)，多測幾組數(shù)據(jù)，電流表應該選用____________，滑動變阻器應選用________。（均填寫儀器前面的字母）。

（2）圖1中的部分導線已經(jīng)連好，請將圖中剩余的電路連接完整。

（3）該小組多次測量，并將測得的長度X和電流I，繪成X—I圖像（圖2），并求得圖像

的斜率為a，與縱軸截距為b，則該小組利用圖像可得該勻強磁場的磁感應強度大小為________，導體棒的質(zhì)量為________。（用a、b、k、L、g表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，空間存在范圍足夠大且水平向左的勻強電場，虛線ab為其上邊界。在靠近上邊界ab有一絕緣光滑軌道，軌道厚度不計，在軌道上靜止有兩個大小相同的小球，絕緣不帶電的小球A質(zhì)量為3m，帶電量為＋q的小球B質(zhì)量為m。給小球B—向右初速度v0，小球B由N點進入電場，一段時間后小球經(jīng)過N點正下方的P點，NP間距。若B球靜止時給A球一初速度v0，A與B發(fā)生彈性碰撞后進入電場，重力加速度為g。求：

（1）勻強電場的電場強度的大小；

（2）小球A、B再次碰撞前運動過程中相距的最大距離；

（3）如果保持B的質(zhì)量不變，改變A的質(zhì)量，其他條件不變，A、B小球再次碰撞前運動過程中相距的最大距離及再次碰撞發(fā)生的高度是否發(fā)生變化？試證明你的結(jié)論。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一個可視為質(zhì)點的物體從高為h=0.8m的光滑斜面頂端由靜止開始下滑,物體經(jīng)過A點時速率變化可忽略不計，滑上傳送帶A端的瞬時速度為vA,到達B端的瞬時速度設為vB,水平傳送帶A、B兩端相距x=6m,物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,取g=10m/s2,下列說法中正確的是( )

A. 物體滑上傳送帶A端的瞬時速度vA=4m/s

B. 若傳送帶不動，物體到達B端的瞬時速度vB=2m/s

C. 若傳送帶逆時針勻速轉(zhuǎn)動,vB一定小于2m/s

D. 若傳送帶順時針勻速轉(zhuǎn)動,vB一定大于2m/s

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，粗細均勻的U形管豎直放置，左管上端封閉，右管上端開口，下端正中開口處有一開關K，K關閉，管中裝有水銀，左右兩管中的水銀面在同一水平線上，左管中的空氣柱長度L1=21cm。控制開關K緩慢放出一些水銀，使左管液面比右管液面高h1=25cm時關閉開關K。已知大氣壓強p0=75cmHg，環(huán)境溫度不變。

①求放出水銀后左管空氣柱的長度L2；

②放出這些水銀后，再從右管口緩慢注入水銀，使得右管液面比左管液面高h2=15cm，求需在右管中加入的水銀柱長度H。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學設計了測定動摩擦因數(shù)的方案，其裝置如圖所示，A是可在水平桌面任意位置固定的滑槽，其末端與水平桌面相切，B是體積較小質(zhì)量為m的滑塊。請你根據(jù)相關知識完善以下實驗操作。

（1）如圖甲所示，將滑槽末端與桌面右邊緣M對齊并固定，讓滑塊從滑槽最高點由靜止滑下，最終落在水平地面上的P點，測出滑槽最高點距離桌面的高度h、M距離地面的高度H、M與P間的水平距離x1，則滑塊經(jīng)過滑槽末端時的速度為_______（用實驗中所測物理量的符號表示，已知重力加速度為g）。

（2）如圖乙所示，將滑槽沿桌面向左移動一段距離并固定，讓滑塊B再次從滑槽最高點由靜止滑下，最終落在水平地面上的P′點，測出滑槽末端與桌面右邊緣M的距離L、M與P′間的水平距離x2，則滑塊離開桌面右邊緣M時的速度為_______（用實驗中所測物理量的符號表示，已知重力加速度為g）。

（3）由第（1）（2）步的測量，可以寫出滑塊與桌面之間動摩擦因數(shù)的表達式為_______（用實驗中所測物理量的符號表示，已知重力加速度為g）。

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