【題目】如圖所示，用折射率為的透明材料，做成一個(gè)圓錐形的光學(xué)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(xué)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(yuǎn)處時(shí)，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(shí)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(shí)可知，求出屏上的光斑面積；幾何知識(shí)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(shí)間。

(i)光路如圖所示：

由圖可知：θ1=300

由折射定律得： 故

設(shè)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(guān)系可得：AB =

故：

(ii) 在玻璃中：光速為:

所用的用時(shí)為：t1=

在空氣中路程為

用時(shí)：t1=

所用的總時(shí)間為：t1=

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】某物理興趣小組利用如圖甲所示的裝置進(jìn)行驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律及平臺(tái)上A點(diǎn)左側(cè)與滑塊a之間的動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)在足夠大的水平平臺(tái)上的A點(diǎn)放置一個(gè)光電門，水平平臺(tái)上A點(diǎn)右側(cè)摩擦很小，可忽略不計(jì)，左側(cè)為粗糙水平面，當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?/span>g。采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

A.在小滑塊a上固定一個(gè)寬度為d的窄擋光片；

B.用天平分別測(cè)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(xì)線連接，中間夾一被壓縮了的輕短彈簧，靜止放置在平臺(tái)上；

D.燒斷細(xì)線后，a、b瞬間被彈開，向相反方向運(yùn)動(dòng)；

E.記錄滑塊a通過光電門時(shí)擋光片的遮光時(shí)間△t；

F.滑塊a最終停在C點(diǎn)(圖中未畫出)用刻度尺測(cè)出AC之間的距離Sa；

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

H.改變彈簧壓縮量，進(jìn)行多次測(cè)量。

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

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

(3)改變彈簣壓縮量，多次測(cè)量后，該實(shí)驗(yàn)小組得到小滑塊a的Sa與關(guān)系圖象如圖丙所示，圖象的斜率為k，則平臺(tái)上A點(diǎn)左側(cè)與滑塊a之間的動(dòng)摩擦因數(shù)大小為____________。(用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)字母表示)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室提供有“2.5V，0.3A”的小燈泡，學(xué)生電源、電流表和電壓表，采用如圖甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（1）現(xiàn)有兩個(gè)滑動(dòng)變阻器R1（0～10Ω，2A）和R2（0～1kΩ，1A），實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是_____。

（2）請(qǐng)根據(jù)圖甲所示的電路，在圖乙中將實(shí)物連線補(bǔ)充完整_____。

（3）如圖丙是某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(diǎn)是_____。

（4）若實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)只有一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為6V的鉛蓄電池，為了調(diào)節(jié)方便，同時(shí)確保實(shí)驗(yàn)過程的安全性，某同學(xué)設(shè)計(jì)在電路中位置增加一個(gè)合適的定值電阻R0，在如圖丁給出的A、B、C三個(gè)位置中，最合理的是_____。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】2017年8月我國(guó)自主設(shè)計(jì)的載人深潛器“深海勇士號(hào)”在南海進(jìn)行下潛試驗(yàn)。下圖是它從水面開始下潛到返回水面的全過程的速度時(shí)間圖像，則下列說(shuō)法中正確的是

A. 本次實(shí)驗(yàn)過程中加速度最大值是0.025m/s2

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

C. “深海勇士號(hào)”本次下潛的最大深度為360m

D. “深海勇士”在1～3min的時(shí)間內(nèi)處于靜止?fàn)顟B(tài)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某探究小組為了測(cè)量?jī)蓚�(gè)相距很近的異名磁極間的磁場(chǎng)（可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)）的磁感應(yīng)強(qiáng)度，

設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，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(shí)彈簧下端位置，標(biāo)記為O，然后將長(zhǎng)為L的導(dǎo)體棒懸掛在彈簧下端，并完全放入磁場(chǎng)中，然后用輕質(zhì)軟導(dǎo)線將導(dǎo)體棒兩端與接線柱相連，再通入電流，記下此時(shí)彈簧下端在刻度尺上的位置到O的長(zhǎng)度X，最后利用測(cè)得的數(shù)據(jù)繪成X— 圖像。實(shí)驗(yàn)中提供了以下器材：

A．電阻約為1Ω的導(dǎo)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(dòng)變阻器R1（0～100Ω）

E．滑動(dòng)變阻器R2（0～20Ω）

F．干電池（電動(dòng)勢(shì)1.5V）2節(jié)

G．開關(guān)及導(dǎo)線若干

（1）實(shí)驗(yàn)中要求導(dǎo)體棒上的電流從零開始連續(xù)可調(diào)，多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，電流表應(yīng)該選用____________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________。（均填寫儀器前面的字母）。

（2）圖1中的部分導(dǎo)線已經(jīng)連好，請(qǐng)將圖中剩余的電路連接完整。

（3）該小組多次測(cè)量，并將測(cè)得的長(zhǎng)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(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為________，導(dǎo)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(lái)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(qiáng)電場(chǎng)，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(jì)，在軌道上靜止有兩個(gè)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(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)，一段時(shí)間后小球經(jīng)過N點(diǎn)正下方的P點(diǎn)，NP間距。若B球靜止時(shí)給A球一初速度v0，A與B發(fā)生彈性碰撞后進(jìn)入電場(chǎng)，重力加速度為g。求：

（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大��；

（2）小球A、B再次碰撞前運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)時(shí)速率變化可忽略不計(jì)，滑上傳送帶A端的瞬時(shí)速度為vA,到達(dá)B端的瞬時(shí)速度設(shè)為vB,水平傳送帶A、B兩端相距x=6m,物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,取g=10m/s2,下列說(shuō)法中正確的是( )

A. 物體滑上傳送帶A端的瞬時(shí)速度vA=4m/s

B. 若傳送帶不動(dòng)，物體到達(dá)B端的瞬時(shí)速度vB=2m/s

C. 若傳送帶逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),vB一定小于2m/s

D. 若傳送帶順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),vB一定大于2m/s

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，粗細(xì)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(guān)K，K關(guān)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(zhǎng)度L1=21cm�？刂崎_關(guān)K緩慢放出一些水銀，使左管液面比右管液面高h1=25cm時(shí)關(guān)閉開關(guān)K。已知大氣壓強(qiáng)p0=75cmHg，環(huán)境溫度不變。

①求放出水銀后左管空氣柱的長(zhǎng)度L2；

②放出這些水銀后，再?gòu)挠夜芸诰徛⑷胨y，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(zhǎng)度H。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)了測(cè)定動(dòng)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(qǐng)你根據(jù)相關(guān)知識(shí)完善以下實(shí)驗(yàn)操作。

（1）如圖甲所示，將滑槽末端與桌面右邊緣M對(duì)齊并固定，讓滑塊從滑槽最高點(diǎn)由靜止滑下，最終落在水平地面上的P點(diǎn)，測(cè)出滑槽最高點(diǎn)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(shí)的速度為_______（用實(shí)驗(yàn)中所測(cè)物理量的符號(hào)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(dòng)一段距離并固定，讓滑塊B再次從滑槽最高點(diǎn)由靜止滑下，最終落在水平地面上的P′點(diǎn)，測(cè)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(shí)的速度為_______（用實(shí)驗(yàn)中所測(cè)物理量的符號(hào)表示，已知重力加速度為g）。

（3）由第（1）（2）步的測(cè)量，可以寫出滑塊與桌面之間動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式為_______（用實(shí)驗(yàn)中所測(cè)物理量的符號(hào)表示，已知重力加速度為g）。

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