高考物理專題復(fù)習(xí)分類練習(xí)-臨界狀態(tài)的假設(shè)解決物理試題推斷題綜合解答題及詳細(xì)答案(已改無錯字)
2025-04-05 05 本頁面
【正文】 與平行的寬束平行光均勻射向側(cè)面，并進(jìn)入玻璃，其中射到點(diǎn)的折射光線恰在點(diǎn)發(fā)生全反射。(i)分析圓弧上不能射出光的范圍；(ii)求該玻璃的折射率?！敬鸢浮?i)分析過程見解析；(ii)【解析】【詳解】(i)光路圖如圖從入射的各光線的入射角相等，由知各處的折射角相等。各折射光線射至圓弧面時的入射角不同，其中點(diǎn)最大。點(diǎn)恰能全反射，則段均能全反射，無光線射出。(ii)點(diǎn)全反射有相應(yīng)的點(diǎn)折射有由幾何關(guān)系知解各式得11．如圖所示. 半徑分別為a 、b的兩同心虛線圓所圍空間分別存在電場和磁場，中心O處固定一個半徑很?。珊雎圆挥嫞┑慕饘偾?，在小圓空間內(nèi)存在沿半徑向內(nèi)的輻向電場，小圓周與金屬球間電勢差U，兩圓之間存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，設(shè)有一個帶負(fù)電的粒子從金屬球表面沿x軸正方向以很小的初速度逸出，粒子質(zhì)量為m，電荷量為q.（不計粒子的重力，忽略粒子逸出的初速度）試求：（1）粒子到達(dá)小圓周上時的速度為多大？（2）粒子以（1）中的速度進(jìn)入兩圓間的磁場中，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)超過某一臨界值時，粒子將不能到達(dá)大圓周，求此磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值B．（3）若當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度?。?）中最小值，且時，粒子運(yùn)動一段時間后恰好能沿x軸負(fù)方向回到原出發(fā)點(diǎn)，求粒子從逸出到第一次回到原出發(fā)點(diǎn)的過程中，在磁場中運(yùn)動的時間.（設(shè)粒子與金屬球正碰后電量不變且能以原速率原路返回）【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）粒子在電場中加速，根據(jù)動能定理得：………………3分所以………………3分（2）粒子進(jìn)入磁場后，受絡(luò)倫茲力做勻速圓周運(yùn)動，有…………………………2分要使粒子不能到達(dá)大圓周，其最大的圓半徑為軌跡圓與大圓周相切，如圖.則有…………2分 所以聯(lián)系解得……………………2分（3）由圖可知………………2分則粒子在磁場中轉(zhuǎn)，然后沿半徑進(jìn)入電場減速到達(dá)金屬球表面，再經(jīng)電場加速原路返回磁場，如此重復(fù)，恰好經(jīng)過4個回旋后，沿與原出射方向相反的方向回到原出發(fā)點(diǎn).因?yàn)?，………?分將B代入，得粒子在磁場中運(yùn)動時間為……2分12．如圖所示，一裝滿水的水槽放在太陽光下，將平面鏡斜放入水中，調(diào)整其傾斜角度，使一束太陽光從點(diǎn)經(jīng)水面折射和平面鏡反射，然后經(jīng)水面折射回到空氣中，最后射到槽左側(cè)上方的屏幕上，即可觀察到彩色光帶。如果逐漸增大平面鏡的傾角，各色光將陸續(xù)消失，已知所有光線均在同一豎直平面。（?。钠聊簧献钕认У氖悄姆N色光（不需要解釋）；（ⅱ）如果射向水槽的光線與水面成45176。角，當(dāng)平面鏡與水平面夾角時，屏幕上的彩色光帶恰好全部消失，求最后消失的那種色光對水的折射率。【答案】（?。┳瞎?；（ⅱ）。【解析】【分析】【詳解】（?。┲饾u增大平面鏡的傾角，反射光線逆時針轉(zhuǎn)動，反射光線射到水面的入射角增大，由于紫光的臨界角最小，所以紫光的入射角最先達(dá)到臨界角，最先發(fā)生全反射，故從屏幕上最先消失的是紫光①.（ⅱ）畫出如圖所示的光路圖入射角是入射到平面鏡上的光線，是法線；設(shè)，由幾何關(guān)系得由折射定律得聯(lián)立解得即對水的折射率是。13．如圖所示，A、B是豎直固定的平行金屬板，板長為L，間距為
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