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光速的测定在光学的发展史上具有非常特殊而重要的意义.它不仅推动了光学实验的发展,...

光速的测定在光学的发展史上具有非常特殊而重要的意义.它不仅推动了光学实验的发展,也打破了光速无限的传统观念,引发了一场物理革命,爱因斯坦提出了相对论.
(1)最初的光速值是根据丹麦科学家罗默的理论测出的.罗默对木星系进行了长期系统的观察和研究.他发现,离木星最近的卫星--木卫一绕木星运行,隔一段时间就会被木星遮食一次,这个时间间隔在一年之内的各个时间里并不是完全相同的.罗默在解释这个现象时说,这是因为光穿越地球轨道需要时间,最长时间可达22min,已知地球轨道半径R=1.5×108km.请根据罗默的数据算出光速的大小.
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(2)如图所示是迈克尔逊用转动八面镜法测光速的实验示意图,图中P可旋转的八面镜,S为发光点,T是望远镜,平面镜O与凹面镜B构成了反射系统.八面镜距反射系统的距离为AB=L(L可长达几十千米),且远大于OB以及S和T到八面镜的距离.现使八面镜转动起来,并缓慢增大其转速,当每秒转动次数达到n时,恰能在望远镜中第一次看见发光点S,由此迈克尔逊测出光速c.请写出测量光速的表达式.
(3)一车厢以速度v在水平地面上行驶,车厢底部有一光源,发出一光信号,射到车顶.已知在车厢里的观察者测量到这一过程所用的时间为△t,如图(a)所示.另外一个观察者站在地面,他测量到的这一过程所用的时间为△t,如图(b)所示.研究表明不论观察者是站在车厢里还是在地面上,车厢的高度L都是不变的,光在车厢里和地面上传播的速度都是c,试判断△t和△t哪一个更大一些,从中可以得出什么结论.
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(1)已知光穿越地球轨道需要时间,最长时间可达22min和地球轨道半径,利用c=可计算光速的大小. (2)由第一次看见发光点可知,光传播2L的距离所用的时间等于八面镜转过转所用的时间,然后利用v=即可求出光速的表达式. (3)由速度公式求得△t,运用勾股定理求得△t,然后二者比较即可. 【解析】 (1)c===2.3×105km/s, (2)由第一次看见发光点可知,光传播2L的距离所用的时间等于八面镜转过转所用的时间,即t=.可得光速为:. (3)在车厢内观察,在地面上观察(v△t)2+L2=(c△t)2 结论:运动的参照系里时钟变慢.
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考点分析:
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如图所示,一宽为ab的平面镜,垂直纸面放置,平面镜可以绕其中心轴O转动,MN为离平面镜一段距离的直线.人眼在ab与MN之间的某固定位置P点(图中没有标出),通过平面镜ab观察MN.转动平面镜,人眼可以通过平面镜观察到MN上不同的区域.当平面镜ab与直线MN平行时,人眼通过平面镜恰能观察到MN上从A点到B点的整个区域.
(1)利用刻度尺等工具,确定人眼所在位置.
(2)将平面镜ab绕O轴顺时针转过θ角,利用刻度尺等工具,画出人眼此时通过平面镜在MN上观察到的区域.
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如图(1)所示盒内的电路由三个阻值均为R的电阻组成,盒外有三个接线柱A、B、C.某位同学用伏安法测量各个接线柱之间的电阻,并将数据记录在表格中.请完成以下问题:
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(1)用笔线代替导线,完成测量A、B接线柱之间电阻时的电路;
(2)在测B、C接线柱之间的电阻时,电压表的示数如图(2)所示,请读出并填入表格中.
接触点U(v)I(A)
A、B1.500.50
B、C0.30
A、C2.40
(3)测量A、C接线柱之间的电阻时,电压表的示数读数为2.40V,请将电流表的示数填入表格.
(4)画出盒内三个等值电阻可能的连接方式,并求出三个等值电阻的阻值R.
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甲同学从学校出发步行去附近的邮局寄信,前15min内行走的速度为1m/s,为了尽快到达邮局,以后的速度提高到2m/s.在甲同学出发6min后,乙同学也想去邮局,为了赶上甲同学,乙同学以3m/s的速度行走.求:
(1)乙同学经过多少时间能追上甲同学?
(2)若乙同学比甲同学晚出发12min,则经过多少时间乙同学能追上甲同学?
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在图(a)所示的电阻网络中,每一个电阻的阻值为R.某同学用如图(b)所示的装置去测量网络中任意两节点之间的电流.设电源的电压恒为E,则最大电流为    ,最小电流为   
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如图所示,大水槽里有不相溶的A、B两种液体,A液体的密度为ρ,B液体的密度为2ρ.一个边长为a的小立方体物体,一半浸没在A液体中,另一半浸没在B液体中,物块的上表面与A液体上表面齐平,则物块的密度为    ρ.若在物块上端加一个大小为物块重力0.1倍的竖直向下的压力,则物块下沉的距离为    a.(物块始终未与水槽底部接触)
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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