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如图,有一玻璃圆柱体,横截面半径为R=10cm,长为L=100cm.一点光源在玻...

如图,有一玻璃圆柱体,横截面半径为R=10cm,长为L=100cm.一点光源在玻璃圆柱体中心轴线上的A点,与玻璃圆柱体左端面距离d=4cm,点光源向各个方向发射单色光,其中射向玻璃圆柱体从左端面中央半径为r=8cm圆面内射入的光线恰好不会从柱体侧面射出.光速为c=3×108m/s;求:

(1)玻璃对该单色光的折射率;

(2)该单色光通过玻璃圆柱体的最长时间.

 

(1); (2) 【解析】试题分析:(1)由题意可知,光线AB从圆柱体左端面射入,其折射光BD射到柱面D点恰好发生全反射。 设光线在B点的入射角为i,则 由折射定律得:, 根据几何知识得: 得 (2)折射光BD在玻璃柱体内传播路程最长,因而传播时间最长。 最长的路程为: 光在玻璃中传播的速度为: 则该单色光通过玻璃圆柱体的最长时间为: 考点:光的折射定律 【名师点睛】对于涉及全反射的问题,要紧扣全反射产生的条件:一是光从光密介质射入光疏介质;二是入射角大于等于临界角.要掌握临界角公式,结合几何知识研究这类问题。  
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考点分析:
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在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速v=200m/s,已知t=0时,波刚好传播到x=40m处,如图所示.在x=400m处有一接收器(图中未画出),则下列说法正确的是(  )

A. 波源开始振动时方向沿y轴负方向

B. t=0开始经0.15s,x=40m的质点运动的路程为0.6m

C. 接收器在t=2s时才能接收到此波

D. 若波源向x轴正方向运动,接收器接收到波的频率可能为9Hz

E. 若该波与另一列频率为5Hz沿x轴负方向传播的简谐横波相遇,不能产生稳定的干涉图样

 

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如图所示,一内壁光滑的圆柱形导热气缸,其顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞.气缸内密封有体积为V,温度为2.4T0,压强为1.2P0的理想气体.已知:大气的压强和温度分别为P0T0,气体内能U与温度T的关系为UTα为正的常量;容器内气体的所有变化过程都是缓慢的.求:

气缸内气体与大气达到平衡时的体积V1

在活塞下降过程中,气缸内气体放出的热量Q

 

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下列说法正确的是(  )

A. 竖直玻璃管里的水银面不是平面,而是上凸的,这是表面张力所致

B. 相对湿度是空气里水蒸气的压强与大气压强的比值

C. 某气体的摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏加德罗常数为NA,则该气体的分子体积为

D. 气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关.

E. 气缸里一定质量的理想气体发生等压膨胀时,单位时间碰撞器壁单位面积的气体分子数一定减少

 

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光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光子具有能量,后者表明光子除了具有能量之外还具有动量。由狭义相对论可知,一定的质量m与一定的能量E相对应: ,其中c为真空中光速。

(1)已知某单色光的频率为ν,波长为λ,该单色光光子的能量,其中h为普朗克常量。试借用质子、电子等粒子动量的定义:动量=质量×速度,推导该单色光光子的动量

(2)光照射到物体表面时,如同大量气体分子与器壁的频繁碰撞一样,将产生持续均匀的压力,这种压力会对物体表面产生压强,这就是光压,用I表示。一台发光功率为P0的激光器发出一束某频率的激光,光束的横截面积为S,当该激光束垂直照射到某物体表面时,假设光全部被吸收,试写出其在物体表面引起的光压的表达式。

(3)设想利用太阳光的光压为探测器提供动力,将太阳系中的探测器送到太阳系以外,这就需要为探测器制作一个很大的光帆,以使太阳光对光帆的压力超过太阳对探测器的引力,不考虑行星对探测器的引力。一个质量为m的探测器,正在朝远离太阳的方向运动。已知引力常量为G,太阳的质量为M,太阳辐射的总功率为P0,设帆面始终与太阳光垂直,且光帆能将太阳光全部吸收。试估算该探测器光帆的面积应满足的条件。

 

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如图甲所示,热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计,电子发射装置的加速电压为U0,电容器板长l =10cm,板间距离d =10cm,下极板接地,电容器右端到荧光屏的距离也是L=10cm,在电容器两极板间接一交变电压,上极板的电势随时间变化的图象如图乙所示.(每个电子穿过平行板的时间都极短,可以认为电子穿过平行板的过程中电压是不变的)

求:

(1)t=0.06s时刻,电子打在荧光屏上的何处;

(2)荧光屏上有电子打到的区间有多长?

 

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