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如圖所示,是一個用折射率,n=1.6的透明介質做成的三棱柱的橫截面圖,其中∠A=60°,∠C=30°.現有一條光線從圖中所示的位置垂直入射到棱鏡的AB面上.試求:
(1)最終是否有光線從AC面射出.若有,請求出射出光線與AC面的夾角;若沒有,請說明理由.
(2)請畫出光線從AB面射入再從BC面射出的光路圖,并求從BC射出的光線與BC面的夾角.

【答案】分析:已知折射率n,根據臨界角公式sinC=求出臨界角C.畫出光路圖.
光線垂直于AB邊射入三棱柱,方向不變,射到AC時,由幾何知識得到入射角,根據入射角與臨界角C的大小,分析能否發(fā)生全反射.若發(fā)生全反射,光線將射到AC面,再由幾何知識求出入射角,判斷能否發(fā)生全反射,若不能,由折射定律求出折射角.
解答:解:(1)畫出光路如圖.
由臨界角公式sinC=得,sinC=<sin60°,得C<60°.
光線第一次射到AC面上時,入射角為60°,大于臨界角C,將發(fā)生全反射.
由幾何關系得,入射角i=30°,小于臨界角,則光線在AB面上不發(fā)生全反射,有光線反射,反射角i′=30°,根據幾何知識得知反射光線與AC垂直,則最終有光線從AC射出,射出光線與AC面的夾角為90°.
(2)光線射到BC面上入射角i=30°,由n=
折射角sinr=nsin30°=1.6×0.5=0.8,得r=53°
則出射光線與BC面的夾角約為37°.
答:
(1)有光線從AC面射出,跟AC面的夾角為90°.
(2)從BC面出射的光線跟BC面的夾角約為37°.
點評:此題關鍵是根據反射定律和折射定律求解出各個分界面上的反射角和折射角,然后畫出光路圖,并結合幾何關系進行分析計算.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

如果用F表示滑動摩擦力的大小,用 FN表示正壓力的大小,則有F=μFN,式中μ叫做動摩擦因數.為了測量兩張紙之間的動摩擦因數,某同學設計了一個實驗.如圖1所示,在木塊A和木板B上貼上待測的紙,B板水平固定,用測力計拉A,使A勻速向左運動,讀出并記下測力計的讀數 F,測出木塊A的質量m,則μ=F/mg
(1)該同學把待測的紙貼在木塊A和木板B上是為了
CD
CD

A.防止紙被拉破
B.防止紙在拉動過程中皺折
C.增大木塊A和木板B之間的相互作用力
D.增大木塊A和木板B之間的滑動摩擦力
(2)在實驗操作過程中,應盡量使木塊A做勻速運動,以減小實驗誤差.操作示意圖如圖2所示,則測力計測得的滑動摩擦力誤差較小的是
C
C

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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,并在答題卡相應的答題區(qū)域內作答,如都作答則按A、B兩小題評分)
A.(選修模塊3-3)
如圖所示,某種自動洗衣機進水時,洗衣機缸內水位升高,與洗衣缸相連的細管中會封閉一定質量的空氣,通過壓力傳感器感知管中的空氣壓力,從而控制進水量.
(1)當洗衣缸內水位緩慢升高時,設細管內空氣溫度不變,
則被封閉的空氣
AD
AD

A.分子間的引力和斥力都增大
B.分子的熱運動加劇
C.分子的平均動能增大
D.體積變小,壓強變大
(2)若密閉的空氣可視為理想氣體,在上述(1)中空氣體積變化的過程中,外界對空氣做了
0.6J的功,則空氣
放出
放出
(選填“吸收”或“放出”)了
0.6
0.6
J的熱量;當洗完衣服缸內
水位迅速降低時,則空氣的內能
減小
減小
(選填“增加”或“減小”).
(3)若密閉的空氣體積V=1L,密度ρ=1.29kg/m3,平均摩爾質量M=0.029kg/mol,阿伏加德羅常數NA=6.02×1023mol-1,試估算該氣體分子的總個數(結果保留一位有效數字).
B.(選修模塊3-4)
(1)下列說法正確的是
BC
BC

A.光的偏振現象說明光是縱波
B.全息照相利用了激光相干性好的特性
C.光導纖維傳播光信號利用了光的全反射原理
D.光的雙縫干涉實驗中,若僅將入射光從紅光改為紫光,則相鄰亮條紋間距一定變大
(2)如圖1所示是一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖,波的傳播速度v=2m/s,試回答下列問題:
①x=4m處質點的振動函數表達式y(tǒng)=
-5sinπt
-5sinπt
cm;
②x=5m處質點在0~4.5s內通過的路程s=
45
45
cm.
(3)如圖2所示,直角三角形ABC為一三棱鏡的橫截面,
∠A=30°.一束單色光從空氣射向BC上的E點,并
偏折到AB上的F點,光線EF平行于底邊AC.已
知入射方向與BC的夾角為θ=30°.試通過計算判斷光在F點能否發(fā)生全反射.
C.(選修模塊3-5)
(1)如圖所示,小車與木箱緊挨著靜放在光滑的水平冰面上,現有一男孩站在小車上用力向右迅速推出木箱,關于上述過程,下列說法中正確的是
C
C

A.男孩和木箱組成的系統(tǒng)動量守恒
B.小車與木箱組成的系統(tǒng)動量守恒
C.男孩、小車與木箱三者組成的系統(tǒng)動量守恒
D.木箱的動量增量與男孩、小車的總動量增量相同
(2)若氫原子的基態(tài)能量為E(E<0 ),各個定態(tài)的能量值為En=E/n2(n=1,2,3…),則為使一處于基態(tài)的氫原子核外電子脫離原子核的束縛,所需的最小能量為
-E
-E
;若有一群處于n=2能級的氫原子,發(fā)生躍遷時釋放的光子照射某金屬能產生光電效應現象,則該金屬的逸出功至多為
-
3
4
E
-
3
4
E
(結果均用字母表示).
(3)在某些恒星內,3個α粒子可以結合成一個612C核,已知612C核的質量為1.99502×10-26kg,α粒子的質量為6.64672×10-27kg,真空中的光速c=3×108m/s,計算這個反應中所釋放的核能(結果保留一位有效數字).

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科目:高中物理 來源:吉林省長春市十一中2012屆高三上學期期中考試物理試題 題型:058

如果用F表示滑動摩擦力的大小,用FN表示正壓力的大小,則有F=μFN,式中μ叫做動摩擦因數.為了測量兩張紙之間的動摩擦因數,某同學設計了一個實驗.如圖所示,在木塊A和木板B上貼上待測的紙,B板水平固定,用測力計拉A,使A勻速向左運動,讀出并記下測力計的讀數F,測出木塊A的質量m,則μ=F/mg

(1)

該同學把待測的紙貼在木塊A和木板B上是為了

[  ]

A.

防止紙被拉破

B.

防止紙在拉動過程中皺折

C.

增大兩紙張之間的正壓力

D.

增大兩紙張之間的滑動摩擦力

(2)

在實驗操作過程中,應盡量使木塊A做勻速運動,以減小實驗誤差.操作示意圖如圖所示,則測力計測得的滑動摩擦力誤差較小的是

[  ]

A.

B.

C.

D.

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科目:高中物理 來源:2010-2011學年江蘇省蘇北四市聯考高三(上)第二次調研物理試卷(1月份)(解析版) 題型:解答題

(選做題)(請從A、B和C三小題中選定兩小題作答,并在答題卡相應的答題區(qū)域內作答,如都作答則按A、B兩小題評分)
A.(選修模塊3-3)
如圖所示,某種自動洗衣機進水時,洗衣機缸內水位升高,與洗衣缸相連的細管中會封閉一定質量的空氣,通過壓力傳感器感知管中的空氣壓力,從而控制進水量.
(1)當洗衣缸內水位緩慢升高時,設細管內空氣溫度不變,
則被封閉的空氣______
A.分子間的引力和斥力都增大
B.分子的熱運動加劇
C.分子的平均動能增大
D.體積變小,壓強變大
(2)若密閉的空氣可視為理想氣體,在上述(1)中空氣體積變化的過程中,外界對空氣做了
0.6J的功,則空氣______(選填“吸收”或“放出”)了______J的熱量;當洗完衣服缸內
水位迅速降低時,則空氣的內能______(選填“增加”或“減小”).
(3)若密閉的空氣體積V=1L,密度ρ=1.29kg/m3,平均摩爾質量M=0.029kg/mol,阿伏加德羅常數NA=6.02×1023mol-1,試估算該氣體分子的總個數(結果保留一位有效數字).
B.(選修模塊3-4)
(1)下列說法正確的是______
A.光的偏振現象說明光是縱波
B.全息照相利用了激光相干性好的特性
C.光導纖維傳播光信號利用了光的全反射原理
D.光的雙縫干涉實驗中,若僅將入射光從紅光改為紫光,則相鄰亮條紋間距一定變大
(2)如圖1所示是一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖,波的傳播速度v=2m/s,試回答下列問題:
①x=4m處質點的振動函數表達式y(tǒng)=______cm;
②x=5m處質點在0~4.5s內通過的路程s=______cm.
(3)如圖2所示,直角三角形ABC為一三棱鏡的橫截面,
∠A=30°.一束單色光從空氣射向BC上的E點,并
偏折到AB上的F點,光線EF平行于底邊AC.已
知入射方向與BC的夾角為θ=30°.試通過計算判斷光在F點能否發(fā)生全反射.
C.(選修模塊3-5)
(1)如圖所示,小車與木箱緊挨著靜放在光滑的水平冰面上,現有一男孩站在小車上用力向右迅速推出木箱,關于上述過程,下列說法中正確的是______
A.男孩和木箱組成的系統(tǒng)動量守恒
B.小車與木箱組成的系統(tǒng)動量守恒
C.男孩、小車與木箱三者組成的系統(tǒng)動量守恒
D.木箱的動量增量與男孩、小車的總動量增量相同
(2)若氫原子的基態(tài)能量為E(E<0 ),各個定態(tài)的能量值為En=E/n2(n=1,2,3…),則為使一處于基態(tài)的氫原子核外電子脫離原子核的束縛,所需的最小能量為______;若有一群處于n=2能級的氫原子,發(fā)生躍遷時釋放的光子照射某金屬能產生光電效應現象,則該金屬的逸出功至多為______(結果均用字母表示).
(3)在某些恒星內,3個α粒子可以結合成一個612C核,已知612C核的質量為1.99502×10-26kg,α粒子的質量為6.64672×10-27kg,真空中的光速c=3×108m/s,計算這個反應中所釋放的核能(結果保留一位有效數字).

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科目:高中物理 來源:2011年全國百所名校高考物理模擬試卷(二)(解析版) 題型:填空題

如果用F表示滑動摩擦力的大小,用 FN表示正壓力的大小,則有F=μFN,式中μ叫做動摩擦因數.為了測量兩張紙之間的動摩擦因數,某同學設計了一個實驗.如圖1所示,在木塊A和木板B上貼上待測的紙,B板水平固定,用測力計拉A,使A勻速向左運動,讀出并記下測力計的讀數 F,測出木塊A的質量m,則μ=F/mg
(1)該同學把待測的紙貼在木塊A和木板B上是為了   
A.防止紙被拉破
B.防止紙在拉動過程中皺折
C.增大木塊A和木板B之間的相互作用力
D.增大木塊A和木板B之間的滑動摩擦力
(2)在實驗操作過程中,應盡量使木塊A做勻速運動,以減小實驗誤差.操作示意圖如圖2所示,則測力計測得的滑動摩擦力誤差較小的是   

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