（2007?江蘇）如圖所示，巡查員站立于一空的貯液池邊，檢查池角處出液口的安全情況．已知池寬為L(zhǎng)，照明燈到池底的距離為H．若保持照明光束方向不變，向貯液池中注入某種液體，當(dāng)液面高為
H
2
時(shí)，池底的光斑距離出液口
L
4
．
（1）試求當(dāng)液面高為
2
3
H時(shí)，池底的光斑到出液口的距離x．
（2）控制出液口緩慢地排出液體，使液面以v0的速率勻速下降，試求池底的光斑移動(dòng)的速率vx．
分析：（1）當(dāng)光從空氣射向水中時(shí)，根據(jù)幾何關(guān)系從而確定入射角的正弦值與折射角的正弦值，從而由光的折射定律可算出水的折射率．當(dāng)液面高度改變時(shí)，即入射點(diǎn)發(fā)生變化，但入射角與折射角均沒(méi)有變化，所以通過(guò)幾何關(guān)系可以確定池底的光斑到出液口的距離．
（2）液面勻速下降時(shí)，光斑也在勻速向左運(yùn)動(dòng)．所以由位移與速度的比值相等可列式，從而求出光斑的運(yùn)動(dòng)速度．
解答：解：（1）由幾何關(guān)系知：
x+l
h
=
L
H

由折射定律得：
L
L2+H2
=n?
l
l2+h2

代入h=
H
2
，l=
L
4

得：n=
L2+4H2
L2+H2

由于x=
L
2H
h
解得：x=
L
3

（2）液面勻速下降，光斑也勻速向左運(yùn)動(dòng)．
則有
L
4
vx
=
H
2
vH
，
整理得 vx=
L
2H
vh．
點(diǎn)評(píng)：雖然液面高度變化，但由于入射角沒(méi)變，則折射角也不變．于是可以根據(jù)幾何關(guān)系來(lái)構(gòu)建長(zhǎng)度關(guān)系，從而求出所求結(jié)果．當(dāng)液面高度勻速變化時(shí)，光斑也勻速變化，因此利用同時(shí)性，來(lái)列出等式，從而確定光斑運(yùn)動(dòng)的速度．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2007?江蘇）如圖所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m和2m的四個(gè)木塊，其中兩個(gè)質(zhì)量為m的木塊間用一不可伸長(zhǎng)的輕繩相連，木塊間的最大靜摩擦力是μmg．現(xiàn)用水平拉力F拉其中一個(gè)質(zhì)量為2m的木塊，使四個(gè)木塊以同一加速度運(yùn)動(dòng)，則輕繩對(duì)m的最大拉力為（　�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2007?江蘇）如圖所示，一輕繩吊著粗細(xì)均勻的棒，棒下端離地面高H，上端套著一個(gè)細(xì)環(huán)．棒和環(huán)的質(zhì)量均為m，相互間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力kmg（k＞1）．?dāng)嚅_(kāi)輕繩，棒和環(huán)自由下落．假設(shè)棒足夠長(zhǎng)，與地面發(fā)生碰撞時(shí)，觸地時(shí)間極短，無(wú)動(dòng)能損失．棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持豎直，空氣阻力不計(jì)．求：
（1）棒第一次與地面碰撞彈起上升過(guò)程中，環(huán)的加速度；
（2）從斷開(kāi)輕繩到棒與地面第二次碰撞的瞬間，棒運(yùn)動(dòng)的路程S；
（3）從斷開(kāi)輕繩到棒和環(huán)都靜止，摩擦力對(duì)環(huán)及棒做的總功W．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2007?江蘇）如（a）圖，質(zhì)量為M的滑塊A放在氣墊導(dǎo)軌B上，C為位移傳感器，它能將滑塊A到傳感器C的距離數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到計(jì)算機(jī)上，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后在屏幕上顯示滑塊A的位移-時(shí)間（s-t）圖象和速率-時(shí)間（v-t）圖象．整個(gè)裝置置于高度可調(diào)節(jié)的斜面上，斜面的長(zhǎng)度為l、高度為h．（取重力加速度g=9.8m/s2，結(jié)果可保留一位有效數(shù)字）
（1）現(xiàn)給滑塊A一沿氣墊導(dǎo)軌向上的初速度，A的v-t圖線如（b）圖所示．從圖線可得滑塊A下滑時(shí)的加速度a=
6
6
m/s2，摩擦力對(duì)滑塊A運(yùn)動(dòng)的影響
不明顯，可忽略
不明顯，可忽略
．（填“明顯，不可忽略”或“不明顯，可忽略”）
（2）此裝置還可用來(lái)驗(yàn)證牛頓第二定律．實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)改變
斜面高度h
斜面高度h
，可驗(yàn)證質(zhì)量一定時(shí)，加速度與力成正比的關(guān)系；實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)改變
滑塊A的質(zhì)量M及斜面的高度h，且使Mh不變
滑塊A的質(zhì)量M及斜面的高度h，且使Mh不變
，可驗(yàn)證力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比的關(guān)系．
（3）將氣墊導(dǎo)軌換成滑板，滑塊A換成滑塊A′，給滑塊A′一沿滑板向上的初速度，A′的
s-t圖線如（c）圖．圖線不對(duì)稱是由于
滑動(dòng)摩擦力
滑動(dòng)摩擦力
造成的，通過(guò)圖線可求得滑板的傾角θ=
arcsin0.58
arcsin0.58
（用反三角函數(shù)表示），滑塊與滑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=
0.27
0.27
．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2007?江蘇）如圖所示，絕熱氣缸中間用固定栓將可無(wú)摩擦移動(dòng)的導(dǎo)熱隔板固定，隔板質(zhì)量不計(jì)，左右兩室分別充有一定量的氫氣和氧氣（視為理想氣體）．初始時(shí)，兩室氣體的溫度相等，氫氣的壓強(qiáng)大于氧氣的壓強(qiáng)，松開(kāi)固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡，下列說(shuō)法中正確的是（　　）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2007?江蘇）如圖所示，帶電量分別為4q和-q的小球A、B固定在水平放置的光滑絕緣細(xì)桿上，相距為d．若桿上套一帶電小環(huán)C，帶電體A、B和C均可視為點(diǎn)電荷．
（1）求小環(huán)C的平衡位置．
（2）若小環(huán)C帶電量為q，將小環(huán)拉離平衡位置一小位移x（|x|?d）后靜止釋放，試判斷小環(huán)C能否回到平衡位置．（回答“能”或“不能”即可）
（3）若小環(huán)C帶電量為-q，將小環(huán)拉離平衡位置一小位移x（|x|?d）后靜止釋放，試證明小環(huán)C將作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．
（提示：當(dāng)α?1時(shí)，則 
1(1+α)n
≈1-nα）

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