【題目】如圖所示，過(guò)中心線的截面為矩形的圓柱形棒是用折射率n= 的透明材料制成的．圓柱形棒的直徑為D=6cm，一光束從左側(cè)端面中心射入圓柱形棒，在柱體內(nèi)發(fā)生多次全反射最終由棒的右側(cè)端面中心射出．若要使折射光在上下側(cè)邊恰好發(fā)生全反射．sin53°=0.8，cos53°=0.6，則

（1）這束光在左側(cè)端面的入射角的正弦值應(yīng)為多少？
（2）若要使出射光與入射光平行，棒的長(zhǎng)度應(yīng)該滿足什么條件？

【答案】
（1）解：光在柱面上恰好發(fā)生全反射時(shí)，設(shè)臨界角為C，則：

sinC=

解得：C=53°

設(shè)光從圓柱棒的左側(cè)端面中心射入時(shí)入射角為i，折射角為r，

由折射定律有：

=n

由幾何關(guān)系知：r+C=90°

解得：sini=nsin（90°﹣C）=ncos53°=0.75

答：這束光在左側(cè)端面的入射角的正弦值應(yīng)為0.75；


（2）由圖可知：要想出射光與入射光平行，光必須在上下側(cè)面全反射總次數(shù)為偶數(shù)次，

設(shè)全反射總次數(shù)為2k次（k=1、2、3…）

則s=

棒的長(zhǎng)度L=2k×2s=16kcm（k=1、2、3…）

答：若要使出射光與入射光平行，棒的長(zhǎng)度應(yīng)該滿足16kcm（k=1、2、3…）的條件．


【解析】（1）首先根據(jù)臨界角和折射率之間的關(guān)系，求出臨界角，然后再根據(jù)折射定律，結(jié)合幾何關(guān)系求出入射角的正弦值。
（2）首先根據(jù)題意進(jìn)行分析，要使出射光與入射光平行發(fā)生全反射的次數(shù)必須為偶數(shù)次，列出數(shù)列的通項(xiàng)公式求出長(zhǎng)度應(yīng)滿足的條件。
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了光的折射的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握光由一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時(shí)，在兩種介質(zhì)的界面上將發(fā)生光的傳播方向改變的現(xiàn)象叫光的折射才能正確解答此題．

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：

【題目】在“測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室僅提供下列實(shí)驗(yàn)器材：
A．兩節(jié)舊干電池，每節(jié)電動(dòng)勢(shì)約1.5V
B．直流電壓表Vl、V2 ， 量程均為0～3V，內(nèi)阻約3kΩ
C．電流表，量程0～0.6A，內(nèi)阻小于1Ω
D．定值電阻R0 ， 阻值2Ω
E．滑動(dòng)變阻器R，最大阻值15Ω
F．導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)若干

（1）請(qǐng)根據(jù)連接的實(shí)物圖甲，在圖乙虛線框中畫(huà)出對(duì)應(yīng)的電路圖；
（2）根據(jù)圖甲電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得多組U、I數(shù)據(jù)，作出U﹣I圖象，求出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的值均小于真實(shí)值，其產(chǎn)生誤差的原因是 ．
（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于電流表發(fā)生了故障，某同學(xué)又設(shè)計(jì)了圖丙所示的電路測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)中移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸頭，記錄Vl和V2的值如表所示，用測(cè)出的數(shù)據(jù)在圖丁中繪出U1﹣U2圖線．

組數(shù)

1

2

3

4

5

6

電壓U1/V

0.80

1.25

1.53

1.72

1.87

1.98

電壓U2/V

1.60

1.87

2.04

2.15

2.24

2.31


（4）由圖線可得被測(cè)電池組的電動(dòng)勢(shì)E=V，內(nèi)阻r=Ω．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】2017年4月23日，青島快樂(lè)運(yùn)動(dòng)秀之遙控車(chē)漂移激情挑戰(zhàn)，挑戰(zhàn)賽中若ab兩個(gè)遙控車(chē)同時(shí)同地向同一方向做直線運(yùn)動(dòng)，它們的v﹣t圖象如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A. b車(chē)啟動(dòng)時(shí)，a車(chē)在其前方2m處
B.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，b車(chē)落后a車(chē)的最大距離為4m
C.b車(chē)啟動(dòng)3s后正好追上a車(chē)
D.b車(chē)超過(guò)a車(chē)后，兩車(chē)不會(huì)再相遇

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，理想變壓器原線圈輸入圖乙所示的正弦變電流，副線圈中的R0、R1為定值電阻，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R，且R1＜R0 ． 理想交流電壓表V1、V2的示數(shù)分別為U1、U2；理想交流電流表A1、A2的示數(shù)分別為I1、I2； 理想交流電壓表V2和理想交流電流表A2示數(shù)變化的絕對(duì)值分別為△U2、△I2 ， 下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A.t=0.01s時(shí)，理想交流電壓表V1的示數(shù)為零
B.滑動(dòng)變阻器滑片從最下端向上滑動(dòng)，I1增大，U2減小
C.滑動(dòng)變阻器滑片從最下端向上滑動(dòng)， 變大
D.滑動(dòng)變附器滑片從最下端向上滑動(dòng)，I2U2減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】恢復(fù)系數(shù)是反映碰撞時(shí)物體變形恢復(fù)能力的參數(shù)，它只與碰撞物體的材料有關(guān)．兩物體碰撞后的恢復(fù)系數(shù)為 ，其中v1、v2和v1'、v2'分別為物體m1、m2碰撞后的速度．某同學(xué)利用如下實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定物體m1和m2碰撞后恢復(fù)系數(shù)．實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①如圖所示，將白紙、復(fù)寫(xiě)紙固定在豎直放置的木條上，用來(lái)記錄實(shí)驗(yàn)中球m1、球m2與木條的撞擊點(diǎn)；
②將木條豎直立在軌道末端右側(cè)并與軌道接觸，讓入射球m1從 斜軌上A點(diǎn)由靜止釋放，撞擊點(diǎn)為B'；
③將木條平移到圖中所示位置，入射球m1從 斜軌上A點(diǎn)由靜止釋放，確定撞擊點(diǎn)；
④球m2靜止放置在水平槽的末端相撞，將入射球m1從 斜軌上A點(diǎn)由靜止釋放，球m1和球m2相撞后的撞擊點(diǎn)；
⑤測(cè)得B'與撞擊點(diǎn)N、P、M各點(diǎn)的高度差分別為h1、h2、h3；
根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)，回答下列問(wèn)題：
（1）兩小球的質(zhì)量關(guān)系為m1m2（填“＞”、“=”或“＜”）
（2）木條平移后，在不放小球m2時(shí)，小球m1從斜軌頂端A點(diǎn)由靜止釋放，m1的落點(diǎn)在圖中的點(diǎn)，把小球m2放在斜軌末端邊緣B處，小球m1從斜軌頂端A點(diǎn)由靜止開(kāi)始滾下，使它們發(fā)生碰撞，碰后小球m1的落點(diǎn)在圖中點(diǎn) ．
（3）利用實(shí)驗(yàn)中測(cè)量的數(shù)據(jù)表示小球m1和小球m2碰撞后的恢復(fù)系數(shù)為e=點(diǎn)．
（4）若在利用天平測(cè)量出兩小球的質(zhì)量分別為m1、m2 ， 則滿足表示兩小球碰撞后動(dòng)量守恒；若滿足表示兩小球碰撞前后機(jī)械能均守恒．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在“探究”加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，采用如圖A所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車(chē)及車(chē)中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤(pán)及盤(pán)中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車(chē)的加速度可由小車(chē)后拖動(dòng)的紙 帶由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)計(jì)算出．

①當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足__________時(shí)，才可以認(rèn)為繩對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)和盤(pán)中砝碼的重力．

②一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持盤(pán)及盤(pán)中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車(chē)及車(chē)中砝碼的質(zhì)量，測(cè)出相應(yīng)的加速度．采用圖象法處理數(shù)據(jù)．為了比較容易地檢查出加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該做a與_______的圖象．

③如圖B所示為甲同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出的a—F圖象，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題是______．

④乙、丙同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn)，畫(huà)出了各自得到的a-F圖象如圖C所示，兩個(gè)同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)的哪一個(gè)物理量取值不同_________．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車(chē)在斜面上的運(yùn)動(dòng).實(shí)驗(yàn)步驟如下：

a.安裝好實(shí)驗(yàn)器材.

b.接通電源后，讓拖著紙帶的小車(chē)沿平板斜面向下運(yùn)動(dòng)，重復(fù)幾次，選出一條點(diǎn)跡比較清晰的紙帶，舍去開(kāi)始密集的點(diǎn)跡，從便于測(cè)量的點(diǎn)開(kāi)始，每?jī)蓚�(gè)打點(diǎn)間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如下圖中0、1、2、…、6點(diǎn)所示.

c.測(cè)量1、2、3、…、6計(jì)數(shù)點(diǎn)到0計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離，分別記為s1、s2、s3、…、s6.

d.通過(guò)測(cè)量和計(jì)算，該同學(xué)判斷出小車(chē)沿平板做勻變速直線運(yùn)動(dòng).

e.分別計(jì)算出s1、s2、s3、…、s6與對(duì)應(yīng)時(shí)間的比值.

f. 以為縱坐標(biāo)、t為橫坐標(biāo)，標(biāo)出與對(duì)應(yīng)時(shí)間t的坐標(biāo)點(diǎn)，畫(huà)出-t圖象.

結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)你完成下列任務(wù)：

①實(shí)驗(yàn)中，除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(含紙帶、復(fù)寫(xiě)紙)、小車(chē)、平板、鐵架臺(tái)、導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)外，在下列的器材中，必須使用的有______(填選項(xiàng)代號(hào)).

A．電壓合適的50 Hz交流電源

B．電壓可調(diào)的直流電源　

C．刻度尺　　　

D．秒表 　

E．天平 　

F．重錘

②該同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)在圖中已標(biāo)出各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)，請(qǐng)你在該圖中畫(huà)出-t圖象____ .

③根據(jù)-t圖象判斷，在打0計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)，小車(chē)的速度v0＝_________m/s；它在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度a＝______m/s2.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v1運(yùn)行．初速度大小為v2的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶．若從小物塊滑上傳送帶開(kāi)始計(jì)時(shí)，小物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的vt圖象(以地面為參考系)如圖乙所示．已知v2＞v1，則(　　)

A. t2時(shí)刻，小物塊離A處的距離達(dá)到最大

B. t2時(shí)刻，小物塊相對(duì)傳送帶滑動(dòng)的距離達(dá)到最大

C. 0～t2時(shí)間內(nèi)，小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左

D. 0～t2時(shí)間內(nèi)，小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一斜面固定在水平地面上，現(xiàn)將一小球從斜面上P點(diǎn)以某一初速度水平拋出，它在空中飛行的水平位移是x1 ， 若將初速度大小變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，空中飛行的水平位移是x2 ， 不計(jì)空氣阻力，假設(shè)小球落下后不反彈，則x1和x2的大小關(guān)系可能正確的是（ ）

A.x2=3x1
B.x2=4x1
C.x2=5x1
D.x2=6x1

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同步練習(xí)冊(cè)答案