【題目】如圖所示,一橫截面為等腰三角形的玻璃磚,底角θ=30°,底邊BC長為2a,AD與BC垂直,O為BD中點。一細(xì)光束平行于AB邊從O點射入玻璃磚。已知玻璃磚的折射率n=,真空中光速為c。求:
(i)光束的出射位置與O點的距離;
(ii)光束在玻璃磚中傳播的時間。
【答案】(i) (ii)
【解析】
(i)光線在BC面上折射,由折射定律有:
式中,為玻璃磚的折射率,和分別為該光線在BC面上的入射角和折射角,代入數(shù)據(jù)得:
設(shè)折射光線交AB面于P點,如圖所示,故在中,
則
而光在該玻璃磚中發(fā)生全反射的臨界角C滿足
得,故光線在AB面上發(fā)生全反射
由反射定律有,
式中和分別是該光線在AB面上的入射角和反射角
故
即反射光線平行于BC,根據(jù)對稱性可知光線經(jīng)AC面反射,最終又在BC面上M點出射,且M點與O點關(guān)于D點對稱
故光束從玻璃磚中射出位置M與O點的距離為a
(ii)在中,,則
由幾何關(guān)系知識知
則根據(jù)對稱性可知光束在玻璃磚中的光程為
又
則光束在玻璃磚中的時間為
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【題目】一含有理想變壓器的電路如圖所示,變壓器原副線圈匝數(shù)比n1∶n2=2∶1,圖中電阻R1、R2和R3的阻值分別是4 Ω、2 Ω和3 Ω,U為有效值恒定的正弦交流電源.當(dāng)開關(guān)S斷開時,理想電流表的示數(shù)為I,當(dāng)S閉合時,電流表的示數(shù)為( )
A. I B. I
C. I D. 2I
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【題目】
(1)使用多用電表測元件X的電阻,選擇“×1”歐姆檔測量,示數(shù)如圖甲(a)所示,讀數(shù)為______Ω,據(jù)此應(yīng)選擇圖甲中的________(填“(b)”或“(c)”)電路進(jìn)行實驗。
(2)連接所選電路,閉合S;滑動變阻器的滑片P從左向右滑動,電流表的示數(shù)逐漸______(填“增大”或“減小”);依次記錄電流及相應(yīng)的電壓,將元件X換成元件Y,重復(fù)實驗。
(3)如圖乙(a)是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的U-I圖線。
(4)該小組還借助X和Y中的線性元件和阻值R=21Ω的定值電阻,測量待測電池的電動勢E和內(nèi)阻r,電路如圖乙(b)所示。閉合和,電壓表讀數(shù)為3.00V;斷開,讀數(shù)為1.00V。利用圖乙(a)可算得E=________V,r=_______Ω。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字,視電壓表為理想電壓表)
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【題目】一個小燈泡的額定電壓為2.0V,額定電流約為0.5A,選用下列實驗器材進(jìn)行實驗,并利用實驗數(shù)據(jù)描繪小燈泡的伏安特性曲線
A.電源E:電動勢為3.0V,內(nèi)阻不計
B.電壓表V1:量程為0~3V,內(nèi)阻約為1kΩ
C.電壓表V2:量程為0~15V,內(nèi)阻約為4kΩ
D.電流表A1:量程為0~3A,內(nèi)阻約為0.1Ω
E.電流表A2:量程為0~0.6A,內(nèi)阻約為0.6Ω
F.滑動變阻器R1:最大阻值為10Ω,額定電流為1.0A
G.滑動變阻器R2:最大阻值為150Ω,額定電流為1.0A
H.開關(guān)S,導(dǎo)線若干
(1)實驗中使用的電壓表應(yīng)選用_____;電流表應(yīng)選用_____;滑動變阻器應(yīng)選用_____(請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母)
(2)實驗中某同學(xué)連接實驗電路如圖1所示,請不要改動已連接的導(dǎo)線,在下面的實物連接圖中把還需要連接的導(dǎo)線補上________.
(3)根據(jù)實驗中測得的電壓表和電流表數(shù)據(jù),已在圖2坐標(biāo)紙上做出小燈泡的U-I圖線.請簡述該圖線不是直線的主要原因:_____
(4)若將實驗中的小燈泡接在電動勢為1.5V、內(nèi)阻為1.5Ω的電源兩端,則小燈泡的實際功率約為_____W(保留兩位有效數(shù)字).
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【題目】如圖,兩金屬板P、Q水平放置,間距為d。兩金屬板正中間有一水平放置的金屬網(wǎng)G,PQG的尺寸相同。G接地,PQ的電勢均為(>0)。質(zhì)量為m,電荷量為q(q>0)的粒子自G的左端上方距離G為h的位置,以速度v0平行于紙面水平射入電場,重力忽略不計。
(1)求粒子第一次穿過G時的動能,以及她從射入電場至此時在水平方向上的位移大小;
(2)若粒子恰好從G的下方距離G也為h的位置離開電場,則金屬板的長度最短應(yīng)為多少?
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【題目】如p-V圖所示,1、2、3三個點代表某容器中一定量理想氣體的三個不同狀態(tài),對應(yīng)的溫度分別是T1、T2、T3。用N1、N2、N3分別表示這三個狀態(tài)下氣體分子在單位時間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的次數(shù),則N1______N2,T1______T3,T3,N2______N3。(填“大于”“小于”或“等于”)
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【題目】如圖所示,在滑動變阻器的滑片向左滑動的過程中,理想電壓表、電流表的示數(shù)將發(fā)生變化,電壓表V1、V2示數(shù)變化量的絕對值分別為ΔU1、ΔU2,已知電阻R阻值大于電源內(nèi)阻r,則( )
A. 電流表A的示數(shù)減小
B. 電壓表V2的示數(shù)增大
C. 電壓表V1的示數(shù)減小
D. ΔU1大于ΔU2
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【題目】如圖,一容器由橫截面積分別為2S和S的兩個汽缸連通而成,容器平放在地面上,汽缸內(nèi)壁光滑。整個容器被通過剛性桿連接的兩活塞分隔成三部分,分別充有氫氣、空氣和氮氣。平衡時,氮氣的壓強和體積分別為p0和V0,氫氣的體積為2V0,空氣的壓強為p,F(xiàn)緩慢地將中部的空氣全部抽出,抽氣過程中氫氣和氮氣的溫度保持不變,活塞沒有到達(dá)兩汽缸的連接處,求:
(1)抽氣前氫氣的壓強;
(2)抽氣后氫氣的壓強和體積。
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【題目】某同學(xué)用如圖所示電路,測繪標(biāo)有“3.8 V,0.3 A”的小燈泡的燈絲電阻R隨電壓U變化的圖象。
①除了導(dǎo)線和開關(guān)外,有以下一些器材可供選擇:
電流表:A1(量程100 mA,內(nèi)阻約2 Ω); A2(量程0.6 A,內(nèi)阻約0.3 Ω);
電壓表:V1(量程5 V,內(nèi)阻約5 kΩ);V2(量程15 V,內(nèi)阻約15 kΩ);
滑動變阻器:R1(阻值范圍0~10 Ω);R2(阻值范圍0~2 kΩ);
電源:E1(電動勢為1.5 V,內(nèi)阻約為0.2 Ω); E2(電動勢為4 V,內(nèi)阻約為0.04 Ω)。
為了調(diào)節(jié)方便,測量準(zhǔn)確,實驗中應(yīng)選用電流表____,電壓表____,滑動變阻器____,電源______。(填器材的符號)
②根據(jù)實驗數(shù)據(jù),計算并描繪出R—U的圖象如圖所示。由圖象可知,此燈泡在不工作時,燈絲電阻為_____Ω;當(dāng)所加電壓為3.00 V時,燈絲電阻為_____Ω,燈泡實際消耗的電功率為______W。
③根據(jù)R—U圖象,可確定小燈泡耗電功率P與外加電壓U的關(guān)系。符合該關(guān)系的示意圖是下列圖中的_________。
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