如圖所示,透明光學(xué)材料制成的直角三棱鏡ABD,其折射率為
2
,一束激光從O點以入射角i=45°由空氣射入三棱鏡BD邊,在AD表面剛好發(fā)生全反射又直接從B點射出三棱鏡.已知B與O、A距離均為l,真空中光速為c,試求:
①三棱鏡頂角θ;
②激光在棱鏡中運動的時間.
分析:①先根據(jù)折射定律求出光線在BD面上的折射角,由sinC=
1
n
求出臨界角C.光線在AD表面剛好發(fā)生全反射,入射角恰好等于臨界角C.再由幾何知識求出θ;
②作出光路圖,由幾何知識求出光線在棱鏡中通過的距離s,由v=
c
n
求棱鏡中光速,由t=
s
v
求出激光在棱鏡中運動的時間.
解答:解:①設(shè)光線在BD面上的折射角為r,由折射定律n=
sini
sinr

 sinr=
sini
n
=
sin45°
2
=
1
2

得r=30°
由sinC=
1
n
得,臨界角C=45°
由題意,光線在AD表面剛好發(fā)生全反射,入射角恰好等于臨界角C.根據(jù)幾何知識,有
  C=θ+r
解得,θ=15° 
②作出光路圖,在Rt△OO′B中,OO′=lsinr,O′B=lcosr
則激光在棱鏡中運動的時間為t=
OO′+O′B
c
n

聯(lián)立上三式,解得,t=
(
2
+
6
)l
2c

答:①三棱鏡頂角θ是15°;
②激光在棱鏡中運動的時間是
(
2
+
6
)l
2c
點評:本題關(guān)鍵要掌握折射定律n=
sini
sinr
、臨界角公式sinC=
1
n
、光速公式是解題的關(guān)鍵,作出光路圖是解題的基礎(chǔ).
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

 選做題(請從A、B和C三小題中選定兩小題作答,并在答題卡上把所選題目對應(yīng)字母后的方框涂滿涂黑.如都作答,則按A、B兩小題評分.)

A.(選修模塊3-3)(12分)

(1) (4分)下列說法中正確的是              

A.當(dāng)兩個分子間的距離為r0(平衡位置)時,分子力為零,分子勢能最小

B.?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運動的劇烈程度都與溫度有關(guān),所以擴散現(xiàn)象和布朗運動也叫做熱運動

C.第二類永動機不違反能量守恒定律,但違反了熱力學(xué)第二定律

D.自然界中與熱現(xiàn)象有關(guān)的自發(fā)的能量轉(zhuǎn)化過程具有方向性,雖然總能量守恒,但能量品質(zhì)在退化

(2)(4分)如圖所示,在開口向上的豎直放置圓筒形容器內(nèi)用質(zhì)量為m活塞密封一部分氣體,活塞與容器壁間能無摩擦滑動,大氣壓恒為p0,容器的橫截面積為S,密封氣體的壓強是     ,當(dāng)氣體從外界吸收熱量Q后,活塞緩慢上升d后再次平衡,在此過程中密閉氣體的內(nèi)能增加     

(3)晶須是一種發(fā)展中的高強度材料,它是一些非常細的完整的絲狀(橫截面為圓形)晶體.現(xiàn)有一根鐵(Fe)晶,直徑為d,能承受的最大拉力為F.試求剛要拉斷時原子間的作用力f.(已知鐵的密度ρ,鐵的摩爾質(zhì)量M,阿伏伽德羅常數(shù)為NA,忽略鐵分子間的空隙)

 

B.(選修模塊3-4)(12分)

(l)(4分)下列有關(guān)光現(xiàn)象的說法中正確的是              

 A.同種介質(zhì)中,光波長越短,傳播速度越快

 B.薄膜干涉條紋可以看著是等厚線

 C.眼睛直接觀察全息照片可以看到立體圖象

D.宇航員駕駛一艘接近光速的宇宙飛船飛行時,他不能感知自身質(zhì)量的增大

(2)(4分)沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時的波形如圖所示,P、Q兩個質(zhì)點的平衡位置分別位于x=3.5m和x=6.5m處。在t1=0.5s時,質(zhì)點P此后恰好第二次處于波峰位置;則t2=       s時,質(zhì)點Q此后第二次在平衡位置且向上運動;當(dāng)t3=0.9s時,質(zhì)點P的位移為__    ____cm。

(3)(4分) 如圖所示,透明介質(zhì)球球心位于O,半徑為R,光線DC平行于直徑AOB射到介質(zhì)的C點,DC與AB的距離H=R/2,若DC光線進入介質(zhì)球后經(jīng)一次反射再次回到介質(zhì)球的界面時,從球內(nèi)折射出的光線與入射光線平行,求介質(zhì)的折射率。

 

C.(選修模塊3-5)(12分)

(1)(4分)下列說法正確的是              

A.任何一種金屬都存在一個“最大波長”,入射光波長小于這個波長,才能產(chǎn)生光電效應(yīng)

B.氫原子輻射出一個光子后能量減小,核外電子的運動加速度減小

C.用電子流工作的顯微鏡比用相同速度的質(zhì)子流工作的顯微鏡分辨率低

D.核力的飽和性決定了原子核太大,那一定是不穩(wěn)定的

(2)(4分)質(zhì)量為m1的鋰核()俘獲一個質(zhì)量為m2的質(zhì)子后衰變?yōu)閮蓚粒子,粒子質(zhì)量為m3,已知光在真空中速度為c.

①寫出核反應(yīng)方程                            

②該過程中釋放的核能為ΔE =                      

 (3) (4分)在粒子散射實驗中,質(zhì)量為m粒子以初動能E0與質(zhì)量M的金核發(fā)生對心碰撞。若金核初時靜止且自由,求粒子與金核間距離最近時電勢能。

 

 

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

 [選做題]本題包括A、B、C三個小題,請選定其中兩題,并在相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答。若三題都做,則按A、B兩題評分。

A.(選修模塊3—3)(12分)

  (1)以下說法正確的是           。

    A.滿足能量守恒的定律的宏觀過程都是可以自發(fā)進行的

    B.熵是物體內(nèi)分子運動無序程度的量度

    C.若容器中用活塞封閉著剛好飽和的一些水汽,當(dāng)保持溫度不變向下緩慢壓活塞時,水汽的質(zhì)量減少,密度不變。

    D.當(dāng)分子間距離增大時,分子間引力增大,而分子間斥力減小

  (2)如圖所示,由導(dǎo)熱材料制成的氣缸和活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi),活塞與氣缸壁之間無摩擦,活塞上方存有少量液體,將一細管插入液體,利用虹吸收現(xiàn)象,使活塞上方液體緩慢流出,在些過程中,大氣壓強與外界的溫度均保持不變,下列各個描述理想氣體狀態(tài)變化的圖像中與上述過程相符合的是            圖,該過程為       過程(選填“吸熱”、“放熱”或“絕熱”)

 
   (3)如圖,一集熱箱里面封閉著一定量的氣體,集熱板作為箱的活塞且始終正對著太陽,其面積為S,在t時間內(nèi)集熱箱里氣體膨脹對牙做功的數(shù)值為W,其內(nèi)能增加了△U,不計封閉氣體向外散的熱,已知照射到集熱板上太陽光的能量為50%被箱內(nèi)氣體吸收,求:

       ①這段時間內(nèi)的集熱箱里氣體共吸收的熱量;

②太陽光照在集熱板單位面積上的輻射功率。

 

B.(選修模塊3—4)(12分)

  (1)下列說法中正確的是       

    A.散光比自然光的相干性好

    B.紫外線在水中的傳播速度大于紅外線在水中的傳播速度

    C.在“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”實驗中,測量單擺周期應(yīng)該從小球經(jīng)過最低點開始計時,以減小實驗誤差

    D.接收電磁波時首先要進行調(diào)頻

  (2)如圖所示,一個半徑為R的透明圓柱體放置在水平面上,一束藍光從A點沿水平方向垂直于左表面射入柱體后經(jīng)B點射出,最后射到水平面上的C點。已知,該柱體對藍光的折射率為,則它從右側(cè)面射出時的出射角=   ;若將藍光換成紫色,則它從柱體射出后落到水平面上形成的光點與C點相比,位置

                    (選填“偏左”、“偏右”或“不變”)。

(3)一列橫波在某時刻的波動圖像如圖所示,從此時開始質(zhì)點比質(zhì)點早到達波谷。求:

 
       ①此波的傳播方向和波速大。

內(nèi)質(zhì)點通過的路程。

 

 

 

 

C.(選擇模塊3—5)(12分)

  (1)下列說法正確的是                 

    A.黑體輻射,隨著溫度的升高,一方面各種波長的輻射強度都有增加,加一方面輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。

    B.原子核越大,它的結(jié)合能越高,原子核中核子結(jié)合得越牢固。

    C.在康普頓效應(yīng)中,當(dāng)入射光子與晶體中的電子碰撞時,把一部分動量轉(zhuǎn)移給電子,因此光子散射后波長變長。

    D.4個放射性元素的原子核經(jīng)過一個半衰期后一定還剩下2個沒有發(fā)生衰變。

 
   (2)一群氫原子處于量子數(shù)的能級狀態(tài),

氫原子的能級示意圖如圖,那么①該群氫

原子可能發(fā)射              種頻率的

光子。

②氫原子由的能級直接躍遷到

的能級時,輻射出的光子照射到逸出功為

的金屬鉀時能發(fā)生光電效應(yīng),由此

產(chǎn)生的光電子的最大的初動能是     

  (3)如圖所示,在水平光滑直導(dǎo)軌上,靜止著三個質(zhì)量均為的相同小球A、B、C現(xiàn)讓A球以的速度向B球運動,A、B兩球碰撞后粘合在一起,兩球繼續(xù)向右運動并跟C球碰撞,碰后C球的速度。求:

 
       ①A、B兩球碰撞后瞬間的共同速度;

        ②兩次碰撞過程中損失的總動能。

 

 

 

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科目:高中物理 來源:2011-2012學(xué)年湖北省黃岡市團風(fēng)中學(xué)高三(下)周練物理試卷(4.6)(解析版) 題型:解答題

如圖所示,透明光學(xué)材料制成的直角三棱鏡ABD,其折射率為,一束激光從O點以入射角i=45°由空氣射入三棱鏡BD邊,在AD表面剛好發(fā)生全反射又直接從B點射出三棱鏡.已知B與O、A距離均為l,真空中光速為c,試求:
①三棱鏡頂角θ;
②激光在棱鏡中運動的時間.

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科目:高中物理 來源:江蘇省南京市2010屆高三第三次模擬考試 題型:填空題

 [選做題]本題包括A、B、C三個小題,請選定其中兩題,并在相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答。若三題都做,則按A、B兩題評分。

A.(選修模塊3—3)(12分)

   (1)以下說法正確的是           。

    A.滿足能量守恒的定律的宏觀過程都是可以自發(fā)進行的

    B.熵是物體內(nèi)分子運動無序程度的量度

    C.若容器中用活塞封閉著剛好飽和的一些水汽,當(dāng)保持溫度不變向下緩慢壓活塞時,水汽的質(zhì)量減少,密度不變。

    D.當(dāng)分子間距離增大時,分子間引力增大,而分子間斥力減小

   (2)如圖所示,由導(dǎo)熱材料制成的氣缸和活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi),活塞與氣缸壁之間無摩擦,活塞上方存有少量液體,將一細管插入液體,利用虹吸收現(xiàn)象,使活塞上方液體緩慢流出,在些過程中,大氣壓強與外界的溫度均保持不變,下列各個描述理想氣體狀態(tài)變化的圖像中與上述過程相符合的是            圖,該過程為       過程(選填“吸熱”、“放熱”或“絕熱”)

 
   (3)如圖,一集熱箱里面封閉著一定量的氣體,集熱板作為箱的活塞且始終正對著太陽,其面積為S,在t時間內(nèi)集熱箱里氣體膨脹對牙做功的數(shù)值為W,其內(nèi)能增加了△U,不計封閉氣體向外散的熱,已知照射到集熱板上太陽光的能量為50%被箱內(nèi)氣體吸收,求:

        ①這段時間內(nèi)的集熱箱里氣體共吸收的熱量;

②太陽光照在集熱板單位面積上的輻射功率。

 

B.(選修模塊3—4)(12分)

   (1)下列說法中正確的是       

    A.散光比自然光的相干性好

    B.紫外線在水中的傳播速度大于紅外線在水中的傳播速度

    C.在“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”實驗中,測量單擺周期應(yīng)該從小球經(jīng)過最低點開始計時,以減小實驗誤差

    D.接收電磁波時首先要進行調(diào)頻

   (2)如圖所示,一個半徑為R的透明圓柱體放置在水平面上,一束藍光從A點沿水平方向垂直于左表面射入柱體后經(jīng)B點射出,最后射到水平面上的C點。已知,該柱體對藍光的折射率為,則它從右側(cè)面射出時的出射角=    ;若將藍光換成紫色,則它從柱體射出后落到水平面上形成的光點與C點相比,位置

                     (選填“偏左”、“偏右”或“不變”)。

(3)一列橫波在某時刻的波動圖像如圖所示,從此時開始質(zhì)點比質(zhì)點早到達波谷。求:

 
        ①此波的傳播方向和波速大。

內(nèi)質(zhì)點通過的路程。

 

 

 

 

C.(選擇模塊3—5)(12分)

   (1)下列說法正確的是                 

    A.黑體輻射,隨著溫度的升高,一方面各種波長的輻射強度都有增加,加一方面輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。

    B.原子核越大,它的結(jié)合能越高,原子核中核子結(jié)合得越牢固。

    C.在康普頓效應(yīng)中,當(dāng)入射光子與晶體中的電子碰撞時,把一部分動量轉(zhuǎn)移給電子,因此光子散射后波長變長。

    D.4個放射性元素的原子核經(jīng)過一個半衰期后一定還剩下2個沒有發(fā)生衰變。

 
   (2)一群氫原子處于量子數(shù)的能級狀態(tài),

氫原子的能級示意圖如圖,那么①該群氫

原子可能發(fā)射               種頻率的

光子。

②氫原子由的能級直接躍遷到

的能級時,輻射出的光子照射到逸出功為

的金屬鉀時能發(fā)生光電效應(yīng),由此

產(chǎn)生的光電子的最大的初動能是     

   (3)如圖所示,在水平光滑直導(dǎo)軌上,靜止著三個質(zhì)量均為的相同小球A、B、C現(xiàn)讓A球以的速度向B球運動,A、B兩球碰撞后粘合在一起,兩球繼續(xù)向右運動并跟C球碰撞,碰后C球的速度。求:

 
        ①A、B兩球碰撞后瞬間的共同速度;

        ②兩次碰撞過程中損失的總動能。

 

 

 

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