【題目】某半徑為r的行星，被厚度為h的大氣層所包圍，若大氣可視為折射率為n的勻質(zhì)氣體，一束平行的太陽光與赤道平面平行射入大氣層，不考慮光在大氣內(nèi)部傳播時(shí)的反射，到達(dá)行星表面的光全部被行星表面吸收，光在真空的傳播速度為c，求：

（1）光在大氣層中的最長傳播時(shí)間；

（2）能夠到達(dá)行星表面的入射光的半徑范圍。

【答案】（1）（2）nr

【解析】

（1）當(dāng)入射平行光折射進(jìn)入勻質(zhì)氣體后,恰好與內(nèi)表面相切時(shí),在勻質(zhì)氣體中傳播的距離最長，所傳播的時(shí)間也最長；（2）根據(jù)光的折射定律，結(jié)合幾何關(guān)系求解能夠到達(dá)行星表面的入射光的半徑范圍.

（1）當(dāng)入射平行光折射進(jìn)入勻質(zhì)氣體后,恰好與內(nèi)表面相切時(shí),在勻質(zhì)氣體中傳播的距離最長，所傳播的時(shí)間也最長，光路圖如圖所示，由幾何知識(shí)得光在勻質(zhì)氣體中的最長傳播距離為： ①
光在勻質(zhì)氣體中的傳播速度為： ②

由①②解得最長的傳播時(shí)間為：

（2）由折射定律得：③

設(shè)入射光半徑為R，由幾何關(guān)系得：④

⑤

由③④⑤解得：

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：

【題目】如圖所示，在光滑平臺(tái)上，物體A以初速度v0滑到上表面粗糙的水平小車上，車與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)不計(jì)，重力加速度為 g，(b)圖為物體A與小車的vt 圖像，由此可求出(　　)

A. 小車上表面的長度

B. 物體A與小車B的質(zhì)量之比

C. 物體A與小車B 上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)

D. 小車B獲得的動(dòng)能

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】高中物理核心素養(yǎng)之一是培養(yǎng)科學(xué)的思維能力，在高中物理的學(xué)習(xí)中我們接觸了許多科學(xué)思維方法，如理想實(shí)驗(yàn)法、控制變量法、微元法、類比法等。以下有關(guān)物理學(xué)史和所用物理學(xué)方法的敘述正確的是

A. 牛頓巧妙地運(yùn)用扭秤實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用了放大法成功測(cè)出萬有引力常量的數(shù)值并得出了萬有引力定律；

B. 用比值法定義的物理概念在物理學(xué)中占有相當(dāng)大的比例，例如場強(qiáng)E=，加速度a=都是采用比值定義法；

C. 當(dāng)物體本身的形狀和大小對(duì)所研究問題的影響忽略不計(jì)時(shí)，用質(zhì)點(diǎn)來代替物體的方法叫假設(shè)法；

D. 在推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式時(shí)，把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程劃分成很多很多小段，每一小段近似看作勻速直線運(yùn)動(dòng)，然后把各小段的位移相加代表物體的位移，這里采用了微元法。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】光滑絕緣細(xì)桿與水平面成θ角固定，桿上套有一帶正電小球，質(zhì)量為m，帶電量為q．為使小球靜止在桿上，可加一勻強(qiáng)電場．使小球可在桿上保持靜止。則所加電場的場強(qiáng)滿足（ ）

A．垂直于桿斜向上，場強(qiáng)大小為 B．豎直向上，場強(qiáng)大小為

C．垂直于桿斜向上，場強(qiáng)大小為 D．水平向右，場強(qiáng)大小為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤上，沿半徑方向放著用細(xì)線相連的質(zhì)量相等的兩個(gè)物體A和B，它們分居圓心兩側(cè)，質(zhì)量均為m，與圓心距離分別為RA=r，RB=2r，與盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ相同，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛好還未發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是（ ）

A. 此時(shí)繩子張力為T=3mg

B. 此時(shí)圓盤的角速度為=

C. 此時(shí)A所受摩擦力方向沿半徑指向圓外

D. 此時(shí)燒斷繩子，A仍相對(duì)盤靜止，B將做離心運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，圓弧形槽固定在地面上，COD為水平直徑，在光滑的半球形絕緣內(nèi)壁有質(zhì)量分別為mA、mB兩帶同種電荷的小球，各自帶電量為qA、qB，A、B兩小球與球心O點(diǎn)連線與豎直方向分別成37°、53°夾角，處于靜止?fàn)顟B(tài)，則

A. 質(zhì)量關(guān)系一定滿足mA> mB

B. 電荷量關(guān)系一定滿足qA> qB

C. 現(xiàn)用外力將小球B緩慢移動(dòng)到球心O點(diǎn)正下方，A、B系統(tǒng)電勢(shì)能將減小

D. 突然向下撤去半球形凹槽，小球A、B將做曲線運(yùn)動(dòng)，且A、B系統(tǒng)電勢(shì)能可能增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，半徑為R的圓是一圓柱形勻強(qiáng)磁場區(qū)域的橫截面(紙面)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向外．一電荷量為q(q>0)、質(zhì)量為m的粒子沿平行于直徑ab的方向射入磁場區(qū)域，射入點(diǎn)與ab的距離為．已知粒子射出磁場與射入磁場時(shí)速度方向間的夾角為60°，不計(jì)粒子的重力，求：

(1)粒子的速率是多大？

(2)粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，一輕彈簧原長為2R，其一端固定在傾角為37°的固定直軌道AC的底端A處，另一端位于直軌道上B處，彈簧處于自然狀態(tài)，直軌道與一半徑為 的光滑圓弧軌道相切于C點(diǎn)，AC=7R，A、B、C、D均在同一豎直平面內(nèi)。質(zhì)量為m的小物塊P自C點(diǎn)由靜止開始下滑，最低到達(dá)E點(diǎn)（未畫出），隨后P沿軌道被彈回，最高點(diǎn)到達(dá)F點(diǎn)，AF=4R，已知P與直軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)，重力加速度大小為g。（取sin370=0.6,cos370=0.8）

（1）求P第一次運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度的大小。

（2）求P運(yùn)動(dòng)到Ｅ點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能。

（3）改變物塊P的質(zhì)量，將P推至E點(diǎn)，從靜止開始釋放。已知P自圓弧軌道的最高點(diǎn)D處水平飛出后，恰好通過G點(diǎn)。G點(diǎn)在C點(diǎn)左下方，與C點(diǎn)水平相距、豎直相距R，求P運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)速度的大小和改變后P的質(zhì)量。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，虛線 cd 上、下方區(qū)域存在方向相同但強(qiáng)弱不同的勻強(qiáng)磁場，帶電粒子從邊界ab 上的 O 點(diǎn)垂直磁場方向射入磁場，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后從邊界 ab 上的 P 點(diǎn)射出，現(xiàn)改變虛線 cd 上方磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，使之變?yōu)樵瓉淼?/span> 2 倍，讓該粒子仍以速度 v0 從 O 處沿原方向射入磁場，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后從邊界 ab 上的 P′點(diǎn)射出，不計(jì)粒子的重力，下列關(guān)于粒子的說法正確的是

A. 改變磁場后，粒子離開直線 ab 時(shí)的位置不變

B. 改變磁場后，粒子離開直線 ab 時(shí)的速度大小不變

C. 改變磁場后，粒子離開直線 ab 時(shí)的速度方向不變

D. 改變磁場后，粒子離開直線 ab 所用時(shí)間不變

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