18．一底面半徑為R的半圓柱形透明體的折射率為n=$\sqrt{3}$，橫截面如圖所示，O表示半圓柱形截面的圓心．一束極窄的光線在橫截面內(nèi)從AOB邊上的極靠近A點(diǎn)處以60°的入射角入射，求：該光線從射入透明體到第一次射出透明體時，共經(jīng)歷的時間（已知真空中的光速為c；計(jì)算結(jié)果用R、n、c表示）．

分析 由sinC=$\frac{1}{n}$求出臨界角C．已知入射角為i=60°，由折射定律求出光線從射入透明體的折射角r，判斷光線在圓弧上能否發(fā)生全反射，作出光路圖，由幾何知識求解光線在透明體內(nèi)的路程s，光線在透明體的速度為v=$\frac{c}{n}$，通過的時間為t=$\frac{s}{v}$．

解答 解：（2）由折射定律得：
 n=$\frac{sin60°}{sin∠1}$
得∠1=30°  
由幾何關(guān)系，得∠3=60°
設(shè)臨界角C，sinC=$\frac{1}{n}$=$\frac{\sqrt{3}}{3}$
sinC＜sin∠3，C＜∠3，光線在C點(diǎn)發(fā)生全反射，此后光線水平反射至圓弧上的D點(diǎn)并在D點(diǎn)發(fā)生全反射，再反射至B點(diǎn)，從B點(diǎn)第一次射出．
由幾何關(guān)系得，在透明體內(nèi)的路光在透明體內(nèi)運(yùn)動路徑 s=3R
光線在透明體的速度為 v=$\frac{c}{n}$
則所求時間為 t=$\frac{s}{v}$=$\frac{3nR}{c}$
答：該光線從射入透明體到第一次射出透明體時，共經(jīng)歷的時間為$\frac{3nR}{c}$．

點(diǎn)評 畫出光路圖是基礎(chǔ)，判斷能否發(fā)生全反射是關(guān)鍵．運(yùn)用幾何知識求出光線在透明體通過的總路程．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

8．如圖所示，圖甲中M為一電動機(jī)，當(dāng)滑動變阻器R的觸頭從一端滑到另一端的過程中，兩電壓表的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化情況如圖乙所示．已知電流表讀數(shù)在0.2A以下時，電動機(jī)沒有發(fā)生轉(zhuǎn)動．不考慮電表對電路的影響，以下判斷正確的是（　�。�
A．電路中電源電動勢為3.6V
B．變阻器向右滑動時，V2讀數(shù)逐漸減小
C．此過程中，電動機(jī)的輸出功率最大值為0.894W
D．變阻器的最大阻值為30Ω

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

9．某同學(xué)在“探究勻變速直線運(yùn)動”實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的紙帶．已知打點(diǎn)計(jì)時器電源頻率為50Hz，每隔4個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，各計(jì)數(shù)點(diǎn)到A點(diǎn)的距離如圖所示，則由紙帶可知（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）

（1）C點(diǎn)的速度vC=0.872m/s；
（2）物體運(yùn)動的加速度a=1.68m/s2．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

6．用大量具有12.5eV動能的電子，撞擊大量處于基態(tài)的氫原子，觀測到了一定數(shù)量的氫原子的光譜線．氫原子的能級圖如圖所示，下列說法中正確的是（　�。�
A．實(shí)驗(yàn)中能產(chǎn)生三種頻率的譜線
B．波長最長的光子具有的能量為1.89eV
C．頻率最高的光子具有的能量為12.5eV
D．電子撞擊后的動能一定為2.3eV

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

13．在“測定直流電動機(jī)的效率”實(shí)驗(yàn)中，用圖1所示的電路測定一個額定電壓為6V、額定功率為3W的直流電動機(jī)的機(jī)械效率．

①根據(jù)電路圖完成實(shí)物圖的連線（圖2）；
②實(shí)驗(yàn)中保持電動機(jī)兩端電壓U恒為6V，重物每次勻速上升的高度h均為1.5m，所測物理量及測量結(jié)果如表所示：
實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345
電動機(jī)的電流I/A0.20.40.60.82.5
所提重物的重力Mg/N0.82.04.06.06.5
重物上升時間t/s1.41.652.12.7重物不運(yùn)動
計(jì)算電動機(jī)效率η的表達(dá)式為$η=\frac{mgh}{UIt}×100%$（用符號表示），第4次實(shí)驗(yàn)中電動機(jī)工作效率為74%．
③在第5次實(shí)驗(yàn)中，電動機(jī)的輸出功率是0；可估算出電動機(jī)線圈的電阻為2.4Ω．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

3．如圖是通過理想變壓器降壓給用戶供電的示意圖．變壓器輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電壓，負(fù)載變化時輸入電壓不會有大的波動．輸出電壓通過輸電線輸送給用戶，輸電線的電阻用R0表示，開關(guān)S閉合后，相當(dāng)于接入電路中工作的用電器增加．則關(guān)于開關(guān)S閉合后，以下說法正確的是（　　）
A．電表V1示數(shù)不變，V2示數(shù)減小B．電表A1示數(shù)增大、A2示數(shù)增大
C．原線圈輸入功率減小D．電阻R1兩端的電壓減小

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

10．2013年12月14日21時11分，“嫦娥三號”在月球正面的虹灣以東地區(qū)著陸，假設(shè)著陸前，“嫦娥三號”探月衛(wèi)星繞月球表面勻速飛行（不計(jì)周圍其他天體的影響），宇航員測出“嫦娥三號”飛行N圈用時為t，已知地球質(zhì)量為M，地球半徑為R，月球半徑為r，地球表面重力加速度為g，則（　　）
A．“嫦娥三號”探月衛(wèi)星勻速飛行的速度為$\frac{2πNR}{t}$
B．月球的平均密度為$\frac{3πM{N}^{2}}{g{r}^{2}{t}^{2}}$
C．“嫦娥三號”探月衛(wèi)星的質(zhì)量為$\frac{4{π}^{2}{N}^{2}{r}^{3}}{g{R}^{2}{t}^{2}}$
D．“嫦娥三號”探月衛(wèi)星繞月球表面勻速飛行的向心加速度為$\frac{4{π}^{2}{N}^{2}r}{{t}^{2}}$

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

7．如圖所示，一固定的水平玻璃圓環(huán)均勻帶上電荷，其中心O的正上方和正下方分別有兩點(diǎn)A、B，OA=OB=h．現(xiàn)將一質(zhì)量為m的帶正電小球放在A點(diǎn)時恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，若給小球一個沿豎直向下的初速度υ0，重力加速度為g，則下列判斷正確的是（　�。�
A．帶電圓環(huán)在B點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)方向豎直向上
B．小球從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中電場力一直做負(fù)功
C．小球從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中通過O點(diǎn)時速度最大
D．小球通過B點(diǎn)時的速度為$\sqrt{{{v}_{0}}^{2}+4gh}$

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

8．如圖所示，質(zhì)量為M傾角為θ=30°的斜面體放在水平地面上，質(zhì)量為m的物體A放在的斜面上時，恰好能勻速下滑．現(xiàn)用細(xì)線系住物體A，并平行于斜面向上繞過光滑的定滑輪，另一端系住質(zhì)量也為m的物體B，讓物體B以一定的初速度向下運(yùn)動，在物體A、B運(yùn)動過程中斜面體保持靜止不動，下列敘述中正確的是（　　）
A．物體A加速向上運(yùn)動B．物體B處于超重狀態(tài)
C．地面對斜面體沒有摩擦力作用D．地面對斜面體的摩擦力向左

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