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11.高速公路上廣泛應(yīng)用的反光膜包含有一層微小玻璃珠.如圖所示.某球形玻璃珠的半徑為R,折射率n=3,當(dāng)一束平行光沿玻璃珠的直徑AB方向照射在玻璃珠上,會(huì)有光線最終射出玻璃珠后沿原方向返回,問:
(1)離AB多遠(yuǎn)的入射光線最終射出后沿原方向返回?
(2)該光線在玻璃珠內(nèi)發(fā)生的發(fā)射是否為全反射?

分析 (1)光線照射在玻璃球上,最終要能沿原方向相反方向射出,入射光路與出射光路必須對(duì)稱,作出光路圖,由幾何知識(shí)得到入射角θ1與折射角θ2的關(guān)系,由折射定律n=\frac{sin{θ}_{1}}{sin{θ}_{2}}求出θ1與θ2.再由幾何關(guān)系求出射出的光線離AB的距離.
(2)對(duì)照全反射條件,結(jié)合光路可逆性原理分析.

解答 解:(1)由題意分析:光線照射在玻璃球上,最終能沿原方向相反方向射出,說明入射光路與出射光路平行對(duì)稱,作出光路圖,由光路圖知θ1=2θ2 ①
又根據(jù)折射定律 \frac{sin{θ}_{1}}{sin{θ}_{2}}=n ②
解①②式得 cosθ2=\frac{\sqrt{3}}{2} 即 θ2=30°,θ1=60° ③
據(jù)題 d=Rsinθ1  ④
可得 d=\frac{\sqrt{3}}{2}R ⑤
(2)根據(jù)幾何知識(shí)知:光線射到玻璃磚內(nèi)表面的入射角等于射入時(shí)的折射角,根據(jù)光路的可逆性可知該光線在玻璃珠內(nèi)不可能發(fā)生全反射.
答:
(1)離AB\frac{\sqrt{3}}{2}R遠(yuǎn)的入射光線最終射出后沿原方向返回.
(2)該光線在玻璃珠內(nèi)發(fā)生的發(fā)射不是全反射.

點(diǎn)評(píng) 本題的解題關(guān)鍵是抓住光路的對(duì)稱性,畫出光路圖,再幾何知識(shí)確定出入射角與折射角的關(guān)系,進(jìn)行求解.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.如圖所示,天車下吊著兩個(gè)質(zhì)量都是m的工件A和B,整體一起向左勻速運(yùn)動(dòng).系A(chǔ)的吊繩較短,系B的吊繩較長,若天車運(yùn)動(dòng)到某處突然停止,此后A和B兩工件的向心加速度aA和aB的大小關(guān)系是( �。�
A.aA=aBB.aA>aBC.aA<aBD.無法比較

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

2.如圖所示,從A點(diǎn)以v0=4m/s的水平速度拋出一質(zhì)量為m=1kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),當(dāng)物塊運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí),恰好沿切線方向進(jìn)入固定的光滑圓弧軌道BC,經(jīng)圓弧軌道后滑上與C點(diǎn)等高、靜止在粗糙水平面的長木板上,圓弧軌道C端切線水平.已知長木板的質(zhì)量M=4kg,A、B兩點(diǎn)距C點(diǎn)的高度分別為H=0.5m,h=0.15m,R=0.75m,物塊與長木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.5,長木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.2,g=10m/s2,求:
(1)小物塊運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)的速度大小和方向.
(2)小物塊滑至C點(diǎn)時(shí),對(duì)圓弧軌道C點(diǎn)的壓力.
(3)長木板至少為多長,才能保證小物塊不滑出長木板?
(4)若地面光滑,則長木板至少為多長,才能保證小物塊不滑出長木板?

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

19.放在水平地面上的物體受到水平拉力的作用,在0~6s內(nèi)其速度與時(shí)間關(guān)系圖象、所受拉力的功率與時(shí)間的關(guān)系圖象如圖所示,由此可求得物體的質(zhì)量為(取g=10m/s2)(  )
A.\frac{10}{9}kgB.\frac{9}{10}kgC.\frac{3}{5}kgD.\frac{5}{3}kg

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

6.某同學(xué)研究一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)變化,得出如圖1所示的p-t圖象.已知?dú)怏w狀態(tài)變化過程的順序?yàn)锳→B→C,在狀態(tài)B時(shí)氣體的體積VB=3L,試通過計(jì)算,在圖2坐標(biāo)紙中做出對(duì)應(yīng)的V-T圖象.

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

16.如圖所示,套在豎直細(xì)桿上的環(huán)A跨過定滑輪且不可伸長的輕繩與重物B相連,由于B的質(zhì)量較大,在釋放B后,A將沿桿上升,當(dāng)運(yùn)動(dòng)至定滑輪的連線處于水平位置時(shí),其上升速度vA≠0,B未落地,這時(shí)B的速度為vB=0.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

3.電場強(qiáng)度的定義式為E=\frac{F}{q},點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度公式為E=\frac{kQ}{{r}^{2}},下列說法中正確的是( �。�
A.E=\frac{F}{q}中的電場強(qiáng)度E是由點(diǎn)電荷q產(chǎn)生的
B.E=\frac{kQ}{{r}^{2}}中的電場強(qiáng)度E是由點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的
C.E=\frac{F}{q}中的F表示單位正電荷的受力
D.E=\frac{F}{q}和E=\frac{kQ}{{r}^{2}}都只對(duì)點(diǎn)電荷適用

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

20.如圖,平行板電容器的兩個(gè)極板與水平地面成一角度,兩極板與一直流電源相連,若一帶電粒子恰能沿圖中所示水平直線通過電容器,則在此過程中,該帶電粒子(  )
A.一定帶負(fù)電B.動(dòng)能不變C.電勢(shì)能不變D.電勢(shì)能逐漸增大

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

1.如圖所示的理想變壓器,移動(dòng)滑動(dòng)觸頭P可以改變圓線圈接入電路的匝數(shù),且已知原線圈總匝數(shù)n1與副線圈的匝數(shù)比n1:n2≤1,副線圈與一滑動(dòng)變阻器相連,Q為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭,則下列說法正確的是( �。�
A.當(dāng)交流電源接a,b時(shí),U2一定小于U1,向上移動(dòng)滑動(dòng)觸頭P,比值\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}將變小
B.當(dāng)交流電源接a,b時(shí),U2可能等于U1,向上移動(dòng)滑動(dòng)觸頭P,比值\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}將變大
C.當(dāng)交流電源接c,d時(shí),U1小于U2,向上移動(dòng)滑動(dòng)觸頭Q,比值\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}將變小
D.當(dāng)交流電源接c,d時(shí),U1小于U2,向上移動(dòng)滑動(dòng)觸頭Q,比值\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}將不變

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