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“光柱”是一种罕见的自然气象景观。在寒冷的夜里,当冰晶从云中落下形成“冰晶雨”时...

“光柱”是一种罕见的自然气象景观。在寒冷的夜里,当冰晶从云中落下形成“冰晶雨”时,地面到高空中布满着冰晶,在灯光或自然光的照射下通过各个方向进行光的反射和折射,形成“光柱”。如图l所示是一个半径为R的透明“光柱”的横截面,MN是一条直径,O为圆心,经测得该“光柱”的折射率为,光速为c

①如图2所示,若有一束单色平行光沿MA方向射向“光柱”,恰有一条入射光经折射后经过N点,则求该入射光(非MN方向)线到直径MN的距离及光在“光柱”中运动的时间;

②如图3所示,若另有一束单色光沿垂直MN方向射向“光柱”,球心O到入射光线的垂直距离为则求这束光线从射向“光柱”到第一次射出“光柱”光线偏转的角度。

 

①;② 【解析】①设光线P经折射后经过N点,光线如图1所示: 根据折射定律: 在中,由几何关系可知: 联立解得: , 所以 在在中, 那么。 ②光线射入“光柱”后,第一次从“光柱”中射出的光路图如图2所示: 由几何关系有: 由折射定律有: 解得: , 则光线偏转的角度。 点睛:解决几何光学问题的关键画出光路图,结合折射定律和几何关系进行求解。  
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考点分析:
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如图所示,一质量为M的木质框架放在水平桌面上,框架上悬挂一劲度系数为k的轻质弹簧,弹簧下端拴接一质量为m的铁球。用手向下拉一小段距离后释放铁球,铁球便上下做简谐运动,则____。

A. 弹簧处于原长时的位置是铁球做简谐运动的平衡位置

B. 在小球向平衡位置运动的过程中,小球的位移.回复力.加速度都逐渐减小,速度增大

C. 若铁球的振动周期恰好等于以铁球平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期,则该铁球的周期

D. 若弹簧振动过程的振幅可调,则当框架对地面的压力为零时,弹簧的压缩量为

E. 若弹簧振动过程的振幅可调,且保证木质框架不会离开桌面,则铁球的振幅最大是

 

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如图1所示,开口向上、内壁光滑的圆柱形汽缸竖直放置,在汽缸P、Q两处设有卡口,使厚度不计的活塞只能在P、Q之间运动。开始时活塞停在Q处,温度为,现缓慢加热缸内气体,直至活塞运动到P处,整个过程中的图线如图2所示。设外界大气压强

①说出图2中气体状态的变化过程,卡口Q下方气体的体积以及两卡口之间的汽缸的体积;

②求活塞刚离开Q处时气体的温度以及缸内气体的最高温度。

 

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下列图象的描述和判断正确的是____

A. 图l中,一定质量的某种气体,若不计分子势能,气体在状态①时具有的内能较大

B. 图2中,若甲分子固定于坐标原点,乙分子位于横轴上,则交点E的横坐标B点代表乙分子到达该点时分子力为零,分子势能最小

C. 图3中,在实际问题中,饱和汽压包括水蒸气的气压和空气中其他各种气体的气压,且水的饱和汽压随温度的变化而变化,温度升高,饱和汽压增大

D. 图4中,由ABC的过程,气体对外做功小于由ADC的过程

E. 图5中,通过观察蜂蜡在玻璃片和云母片上熔化区域形状的不同,可以得出晶体的物理性质是各向异性的或晶体在不同方向上的物理性质是不同的

 

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如图所示,在半径为R的圆周内外两区域分别存在与圆周平面垂直.方向相反的匀强磁场,其中内部区域的磁感应强度大小为B,外部区域磁感应强度大小未知。M、N、P、Q是两条互相垂直的直径与圆周边界的交点,现有一质量为m.电荷量为q的带电粒子(不计重力)从M点沿MN方问射入圆周内部区域。

(1)若粒子从M点沿MN方向射入圆周内部区域后从P点射出圆周区域,求粒子所带电荷的电性及射入速度v0的大小;

(2)若该粒子从P点射出后,从N点返回圆周内部区域,求圆周外部区域的磁感应强度大小及该粒子由M点运动到N点所用的时间;

(3)若圆周内外的磁感应强度大小相等,要使粒子从M点指向圆心方向射入,经过偏转绕圆周边界一周后回到M点,求粒子运动的速度v应满足的条件。

 

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如图所示,一质量为的物块a静止在水平地面上的A点,物块a与水平地面间的动摩擦因数,现对物块a施加一与水平方向呈角的恒力F,运动到B点时撤去外力F,此时物块a与处在B点的另一个完全相同的物块b发生完全非弹性碰撞,已知 ,重力加速度,求:

(1)物块a碰撞前瞬间速度;

(2)两物块碰撞过程中损失的机械能。

 

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