6．如圖所示，空氣中有一橫截面為半圓環(huán)的均勻透明柱體，其內(nèi)圓半徑為r，外圓半徑為$\sqrt{2}$r．現(xiàn)有一束單色光垂直于端面A射入透明柱體，在柱體內(nèi)恰好發(fā)生全反射，且只經(jīng)過兩次全反射就垂直于端面B射出．已知光在真空中的速度為c，求該光束在透明柱體內(nèi)傳播的時間．

分析 光線從A端口的最右邊一點射入，發(fā)生兩次全反射，垂直射出；結(jié)合光路的可逆性，作出光路圖；由折射定律和幾何知識結(jié)合求解．

解答 解：由于光只發(fā)生兩次全反射，且與A、B端面都垂直，所以光線在透明柱體內(nèi)全反射時的入射角均為45°．
光線在柱體內(nèi)恰好發(fā)生全反射，則有 sin45°=$\frac{1}{n}$，得 n=$\sqrt{2}$
光線在透明柱體內(nèi)的路程 s=4r
光線在透明柱體內(nèi)的速度 v=$\frac{c}{\sqrt{2}}$
所以該光束在透明柱體內(nèi)傳播的時間 t=$\frac{s}{v}$=$\frac{4\sqrt{2}r}{c}$
答：該光束在透明柱體內(nèi)傳播的時間為$\frac{4\sqrt{2}r}{c}$．

點評 本題考查全反射，解題的關(guān)鍵在于題目中幾何關(guān)系的應(yīng)用，只有根據(jù)幾何關(guān)系解出臨界角的正弦才能求出正確結(jié)果．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

16．飛船沿半徑為R的圓周繞地球運動其周期為T，地球半徑為R0，如果飛船要返回地面，可在軌道上某點A處將速率降到適當(dāng)數(shù)值，從而使飛船沿著以地心為焦點的橢圓軌道運行，橢圓于地球表面在B點相切（如圖所示），已知地球表面的重力加速度為g0，求：
（1）飛船由A點到B點所需的時間；
（2）飛船沿橢圓軌道運行時經(jīng)A點的加速度．

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17．如圖是光控繼電器的示意圖，K是光電管的陰極．下列說法正確的是（　�。�
A．圖中a端應(yīng)是電源的正極
B．只要有光照射K，銜鐵就被電磁鐵吸引
C．只要照射K的光強度足夠大，銜鐵就被電磁鐵吸引
D．只有照射K的光頻率足夠大，銜鐵才被電磁鐵吸引

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

14．在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中，小車牽引紙帶打下一系列的點，如圖所示，A、B、C、D、E、F、G、H、I是計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點沒有標(biāo)出，打點計時器使用頻率f=50Hz的交流電源．

分析紙帶可知，小車在運動的過程中，先做勻加速直線運動，加速度大小a=3.0m/s2后做勻速運動，速度大小v=1.4m/s．（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

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1．DIS是由傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機、實驗教學(xué)軟件構(gòu)成的數(shù)字化實驗系統(tǒng)．某實驗小組“用DIS研究機械能守恒定律”的實驗裝置如圖（a）所示．實驗時，將擺球（連同遮光片J）每次都從同一位置M下擺，傳感器K分別固定在A、B、C、D采集數(shù)據(jù)，D點為擺球通過的最低點．在一次實驗中以圖象方式采集數(shù)據(jù)并分析實驗結(jié)果，所顯示的圖象如圖（b）所示．圖象的橫軸表示擺球距離D點的高度^，縱軸表示擺球的重力勢能Ep、動能Ek或機械能E（不計空氣阻力）．

（1）圖（b）中的圖象表示擺球重力勢能EP隨擺球距離D點的高度h變化關(guān)系的圖線是Ⅱ（填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”）．
（2）擺球在擺動過程中，重力所做功的最大值為0.016J，擺球在距離D點的高度h=0.1m處的速率為1.4m/s（重力加速度取9.8m/s2）．
（3）從圖（b）中的圖象可以得出本實驗的結(jié)論是：擺球在擺動過程中，機械能守恒．

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11．在用伏安法測量某導(dǎo)體的伏安特性曲線實驗中，描繪的伏安特性曲線如圖（1）所示，圖中虛線是曲線上坐標(biāo)過坐標(biāo)點（3.6V，0.3A）的切線．回答下列問題：

（1）在導(dǎo)體接入電路前，利用多用電表電阻“×1”擋直接測量導(dǎo)體的電阻，多用電表的指針偏轉(zhuǎn)如圖（2）所示，測得此時導(dǎo)體的電阻為30Ω；
（2）當(dāng)通過該導(dǎo)體的電流為0.3A時，導(dǎo)體電阻為12Ω；
（3）若用電動勢為4.0V、內(nèi)阻為8Ω的電源直接給該小燈泡供電，則該小燈泡的實際功率是0.42W．

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18．如圖為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖．兩個質(zhì)量各為mA和mB（mA＞mB）的小物塊A和B分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端，用手拉住物塊B，使它與地面接觸，用米尺測量物塊A的底部到地面的高度h．釋放物塊B，同時用秒表開始計時，當(dāng)物塊A碰到地面時，停止計時，記下物塊A下落的時間t．當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間．
（1）在物塊A下落的時間t內(nèi)，物塊A、B組成的系統(tǒng)減少的重力勢能△Ep=（mA-mB）gh，增加的動能△Ek=$\frac{2（{m}_{A}+{m}_{B}）{h}^{2}}{{t}^{2}}$．改變mA、mB和h，多次重復(fù)上述實驗，若在實驗誤差范圍內(nèi)△Ep=△Ek均成立，則可初步驗證機械能守恒定律．
（2）為提高實驗結(jié)果的準(zhǔn)確程度，可以盡量減小定滑輪的質(zhì)量，將定滑輪的轉(zhuǎn)動軸涂抹潤滑油，選取受力后相對伸長盡量小的輕質(zhì)軟繩．請寫出兩條上面沒有提到的提高實驗結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的建議：對同一高度h進(jìn)行多次測量取平均值，對同一時間t進(jìn)行多次測量取平均值，對物塊A或B的質(zhì)量進(jìn)行多次測量取平均值，選擇質(zhì)量相對定滑輪較大的物塊A、B，使A靜止后再釋放B等等．

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15．在觀察光的干涉和衍射的實驗中，

（1）如圖1，當(dāng)用激光照射直徑小于激光束的不透明圓盤時，在圓盤后屏上的陰影中心出現(xiàn)了一個亮斑．這是光的衍射（填“干涉”、“衍射”或“直線傳播”）現(xiàn)象．
（2）如圖甲，讓一束紅色的激光通過雙縫，在光屏上觀察到的圖案應(yīng)該是圖乙．

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16．用一根橫截面積為S、電阻率為ρ的硬質(zhì)導(dǎo)線做成一個半徑為r的圓環(huán)，ab為圓環(huán)的直徑．如圖所示，在ab的左側(cè)存在一個勻強磁場，磁場垂直圓環(huán)所在平面，方向如圖，磁感應(yīng)強度大小隨時間的變化率$\frac{△B}{△t}$=k（k＜0），則（　�。�
A．圓環(huán)具有擴(kuò)張的趨勢
B．圓環(huán)中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流
C．圓環(huán)中感應(yīng)電流的大小為$\frac{krS}{2ρ}$
D．圖中a、b兩點之間的電勢差UAB=|$\frac{1}{4}$kπr2|

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