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为了探究光的反射和折射规律,小名设计并进行了如图所示的实验:把一束激光从某种玻璃中射向空气,保持入射点不动,改变入射角(每次增加10°),观察反射光线和折射光线的变化,并记录了入射角α、反射角β、折射角γ.实验过程中小名发现了一个奇特的现象,当把入射角增大到45°时,发现折射光线突然消失了,把入射角减小为40°时折射光线又出现了.他以为是实验仪器发生了什么问题,经检查仪器一切正常.又试了几次结果还是一样,但又有了新的发现:当折射光线消失后反射光线的亮度比有折射光线时明显增强.这是怎么一回事呢?小名请教了物理老师,老师告诉他:光从玻璃、水等介质射向空气,入射角增大时,折射光线离法线越来越远,而且越来越弱;当入射角增大到某一角度,使折射角达到90°时,折射光线完全消失,发生这种现象时的入射角叫做临界角λ.听了老师的话,小名产生了浓厚的兴趣,他还想知道这种玻璃的临界角是多少,玻璃和水的临界角相等吗,于是他重新进行了实验(从40°开始,入射角每次增加0.2°).下面是小名的实验数据:
仔细考察小名的探究过程和实验数据,回答下列问题:
(1)请你针对“当入射角增大到某一角度,使折射角达到900时,折射光线完全消失”这一物理现象,给它一个合适的名字叫光的________(全折射/全反射);
(2)根据实验数据,玻璃的临界角________水的临界角(大于/等于/小于).
(3)光从玻璃射向空气,入射角增大时(入射角小于临界角),反射光越来越________(强/弱);
(4)光从空气射向玻璃,入射角增大,折射光线________(可能/不可能) 完全消失;
(5)如图是一块玻璃三棱镜(等腰直角),周围是空气,一束光垂直于一个直角面射向三棱镜画出这束光的光路图________.
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小明同学用如图甲所示的实验装置测量滑轮组的机械效率,相关数据记录在下表中。
实验次数 | 钩码重G/N | 钩码上升的高度h/m | 绳端的拉力F/N | 绳端移动的距离s/m | 机械效率 |
1 | 4 | 0.10 | 1.8 | 0.3 | |
2 | 6 | 0.10 | 2.5 | 0.3 | |
3 | 6 | 0.15 | 2.5 |
(1)实验中,使用滑轮组提升重物时,应竖直向上_______拉动弹簧测力计;
(2)第二次实验中,2s内钩码上升的高度为0.1m,则它运动的速度为_____m/s;
(3)第三次实验中,绳端移动的距离为_____m,滑轮组的机械效率为_____;
(4)分析比较第一、二两次实验数据,有用功W1__W2,滑轮组的机械效率η1__η2(前两空均选填“>”“<”或“=”)。由此可知,可采用________的方法来提高滑轮组的机械效率;
(5)小红在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验,如图乙所示。
①小红多使用一个滑轮,目的是为了________________;
②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时,若忽略绳重及摩擦,它们的机械效率________(选填“相同”或“不相同”)。
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小明按照如图所示的操作,探究影响浮力大小的因素。
(1)物体受到的重力为_____N。
(2)物体全部浸没在水中时,受到的浮力是_____N。
(3)由____、____两图可得出结论:物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4)由____、____两图可得出结论:物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(5)由D、E两图可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的_________有关。
(6)上述过程中采用的研究方法主要是_______。
A.比值法 B.等效法C.控制变量法D.估算法
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小明看冰壶比赛时想:如果水平冰面足够光滑,冰壶会永远运动下去吗?他用图示装置来探究:
(1)实验时,让同一小车从斜面同一位置由静止开始下滑,其目的是使小车_____相同。
(2)小车到达水平面后会继续向前运动是因为小车具有_____,小车在毛巾上运动时受到了_____个力的作用。小车对水平面的压力与水平面对它的支持力是一对_____(选填“A”或“B”)。
A.相互作用力 B.平衡力
(3)小车在不同水平面上最后静止的位置如图中虚线所示。从实验中可以看到:在同样条件下,水平面对小车的阻力越小,它的速度减小得越_____(选填“快”或“慢”),前进得越_____(选填“远”或“近”)。进一步推理可得:如果水平冰面绝对光滑,冰壶将做_____。
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在一次物理兴趣小组的活动中,某小组同学准备用弹簧测力计、烧杯、水、吸盘、滑轮、细线来测量木块(不吸水)的密度。
(1)使用弹簧测力计前,应先检查指针是否在零刻度的位置,在一定的范围内拉伸到弹簧时,弹簧的拉力越大,弹簧的伸长量就越______。
(2)如图(甲)所示,用弹簧测力计测出木块在空气中的重力为0.6 N,将定滑轮的轴固定在吸盘的挂钩上,挤出吸盘内部的空气,吸盘在______作用下,被紧紧压在烧杯底部,如图(乙)所示。在烧杯中倒入适量的水,将木块放入水中后,用弹簧测力计将木块全部拉入水中,如图(丙)所示,此时弹簧测力计示数为0.4 N。
(3)如果不计摩擦和绳重,图(丙)所示的木块受到的浮力为______N,
(4)如果将烧杯中的水换成另一种液体,用弹簧测力计将该木块全部拉入该液体中时,弹簧测力计示数为0.2 N,该液体的密度为______kg/m3。
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如图,小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有:刻度均匀的杠杆,支架,弹簧测力计,刻度尺,细线和相同的重0.5 N重的钩码若干个。
(1)如图A所示,实验前,杠杆左侧下沉,则应将左端的平衡螺母向______(选填“左”或”右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)在图B中杠杆平衡了,若在杠杆左右两边同时增加一个相同的钩码,则杠杆向______(选填“左”或”右”)倾斜;
(3)甲同学通过对一组数据分析后得出的结论是:动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离,与小组同学交流后,乙同学为了证明甲同学的结论是错误的,他做了如图C的实验,已知杠杆上每个小格长度为5 cm,每个钩码重0.5 N,当弹簧测力计斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆,使杠杆在水平位置平衡,此时乙同学发现,动力×动力臂______(选填“等于”或“不等于”)阻力×阻力臂。实验C______(选填“能”或”不能”)说明甲同学结论是错误的。
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在“探究二力平衡的条件”实验中,某实验小组采用了如图所示的装置,把小车放在长木板上,钩码通过细线向两端拉小车,在实验时,要求长木板必须水平放置,而且它的表面要尽量光滑。
(1)在实验过程中,我们增减两端所挂的钩码数目,当两端钩码数相等时,小车将处______状态。
(2)保持两端所挂的钩码数相等,把小车扭转一个角度,然后放手,发现小车会发生______,这样做的目的是验证______(选填“在”或“不在”)同一直线上的两个力能否平衡。
(3)进一步的实验表明:作用在同一个物体上的两个力,如果大小相等,方向_______,并且作用在同一条直线上,这两个力就互相平衡。
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如图所示是某小组探究“斜面的机械效率和斜面倾斜程度关系”的实验装置。进行了如下搡作:
①选择实猃器材:木块、各处粗糙程度相间的长木板、弹簧测力计和高度不同的铁块,为了完成实还需要的实验器材是___________________;
②测置出斜面的长度L和高度h,测量出木块的重力G;
③用掸簧测力计沿斜面向上匀速拉动木块,拉力为F;
④将实验败据填入表格[略];
⑤更换不同高度的铁块,用以改变斜面的倾斜程度,重复实验。
请写出斜面机械效寧的表达式η= _______[用题中物理量G、F、h、L表示],分析数据得到斜面越陡,斜面的机械效率越高。若该兴趣小组准备继续探究“斜面的机械效率与斜面粗糙程度的关系”。实验过程中需要更换不同粗糙程度的长木板重复实验,每次实验时,除了按要求匀速拉动相同的木块外,还需要控制______________不变[选填“F”、“ h”“ L”或“h /L”]。
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如图所示是“探宄压力的作用效果与什么因素有关”的实验。
[1]可以通过观察海绵的_____________来比较压力的作用效果。
[2]分析比较甲、乙两图所示现象,可初步得出结论:压力作用效果与___________有关。下列实例没有应用该结论的是[选填序号]:__________。
A.菜刀要经常磨一磨; B.书包要用宽的背带;
C.汽车限重; D.啄木鸟有个坚硬而细长的喙。
[3]将两个完全相同的木块A用图丙的方式紧密拼接在一起放在海绵上,则此时压力的作用效果与图乙相比______________[选填“更明显”“更不明显”或“基本相同”]。
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某同学利用如图所示的装置来探究“阻力对物体运动的影响”。他先后在水平台面上分别铺上不同材料,让同一小车从斜面上的同一高度由静止滑下,在不同材料上小车停下的位置分别做上标记a、b和c。
[1]用同—小车从同一斜面的同一高度由静止滑下的目的是为了使小车刚到达水平面时小车的运动情况相同:在水平台面上分别铺上不同材料,是为了使小车在水平面上运动时受到的___________不同。
[2]实验中阻力对小车运动的影响程度是通过小车___________________来反映的。
[3]若在水平面铺上同种材料,让同一小车从不同高度由静止滑下,则还可以探宄小车的________________的关系[选填“重力势能与质量”或“重力势能与高度]。
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