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用如图5-2-15所示的装置观察光的反射和折射现象并测量玻璃的折射率.在光具盘的中央固定一块半圆柱形玻璃砖,使二者的圆心O重合.使激光束从玻璃砖圆弧面一侧入射,并垂直直径平面通过圆心O沿直线射出玻璃砖,记下入射光束在光具盘上对应位置的刻度.以圆心为轴,入射光束方向不变,逆时针缓慢转动光具盘,同时发现有两束光在光具盘上移动.这两束光将如何移动?__________.当光具盘转过θ角时,发现其中一束光刚好消失,则玻璃的折射率n=__________.

图5-2-15

解析:光具盘带动玻璃砖逆时针方向转动,使入射角增大,由反射定律知,反射角也逐渐增大,而法线也在逆时针转动,所以反射光线将以2倍的光具盘转动角速度沿相同的转动方向——逆时针方向转动.因光线从玻璃中折射入空气中时,折射角大于入射角,当入射角增大时,折射角增大的速度大于入射角增大的速度,所以当玻璃砖转过一个角度θ时,入射角增大θ,折射角增大值大于θ,故玻璃砖逆时针转过θ角时,折射光线相对玻璃砖顺时针转过的角度应大于θ,所以折射光线对地仍是顺时针方向转动的.随着θ角的增大,折射光线渐弱,折射光线刚消失时,说明光线恰好发生了全反射,由临界角定义(或折射定律)知:sinθ=1/n,所以n=1/sinθ.

答案:从玻璃砖弧面射出的光束逆时针方向转动,从玻璃砖平面射出的光束——由玻璃砖进入空气的折射光束顺时针方向转动       1/sinθ


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2012?东城区模拟)橡皮筋也像弹簧一样,在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比,即F=kx,k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关,理论与实际都表明k=
YS
L
,其中Y是一个由材料决定的常数,材料力学上称之为杨氏模量.
(1)在国际单位中,杨氏模量Y的单位应该是
D
D
.     
A. N       B. m   
C. N/m     D. Pa
(2)在一段横截面积是圆形的橡皮筋,应用如图(甲)所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值,首先利用毫米刻度尺测得橡皮筋的长度L=20.00cm,利用测量工具a测得橡皮筋未受到拉力时的直径D=4.000mm,那么测量工具a应该是
螺旋测微器
螺旋测微器

(3)用如图(甲)所示的装置就可以测出这种橡皮筋的Y值,下面的表格是橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录.处理数据时,可在图(乙)中作出F-x的图象,由图象可求得该橡皮筋的劲度系数k=
3.1×102
3.1×102
N/m.(保留两位有效数字)
拉力F(N) 5 10 15 20 25
伸长量x(cm ) 1.6 3.2 4.8 6.4 8
(4)这种橡皮筋的杨氏模量Y=
5×106Pa
5×106Pa
.(保留一位有效数字)

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图5-2-15所示,人通过定滑轮用绳子以恒定的拉力F拉水中的船,已知定滑轮到水面的高度差为h,当图中θ角从30°增加到60°的过程中,人的拉力做的功为____________.

图5-2-15

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科目:高中物理 来源: 题型:

五个直径均为d=5 cm的圆环连接在一起,用细线悬于O点.枪管水平时枪口中心与第五个环的环心在同一水平面上,如图5-3-15所示.它们相距100 m,且连线与球面垂直.现烧断细线,经过0.1 s后开枪射出子弹,若子弹恰好穿过第2个环的环心,求子弹离开枪口时的速度(不计空气阻力,g取10 m/s2).

图5-3-15

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科目:高中物理 来源: 题型:

五个直径均为d=5 cm的圆环连接在一起,用细线悬于O点.枪管水平时枪口中心与第五个环的环心在同一水平面上,如图5-3-15所示.它们相距100 m,且连线与球面垂直.现烧断细线,经过0.1 s后开枪射出子弹,若子弹恰好穿过第2个环的环心,求子弹离开枪口时的速度(不计空气阻力,g取10 m/s2).

图5-3-15

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