（10分）一棱鏡的截面為直角三角形ABC，，斜邊AB=a。棱鏡材料的折射率為。在此截面所在的平面 內(nèi)，一條光線以45°的入射角從AC邊的中點M射入棱鏡。

試求（1）請作出光路圖；

（2）所有可能的射出的點的位置（不考慮光線沿原來路返回的情況）。

 

（1）光路圖見解析

（2）出射點在AB邊上離A點的位置；出射點在BC邊上離B點的位置。

解析:設入射角為，折射角為，由折射定律得

         ①

       由已知條件及①式得

           ②

       如果和入射光線在法線的右側，光路圖如圖1所示。設出射點為F，由幾何關系可得

         ③

       即出射點在AB邊上離A點的位置。

       如果入射光線在法線的左側，光路圖如圖2所示。設折射光線與AB的交點為D。

       由幾何關系可知，在D點的入射角

          ④

       設全發(fā)射的臨界角為，則    ⑤

       由⑤和已知條件得    ⑥

       因此，光在D點全反射。

       設此光線的出射點為E，由幾何關系得

          ⑦

           ⑧

       聯(lián)立③⑦⑧式得   ⑨

       即出射點在BC邊上離B點的位置。

 

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2011?江蘇一模）（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(nèi)作答，如都作答則按A、B兩小題評分）
A．（選修模塊3-3）
（1）下列說法中正確的是
C
C

A．當分子間的距離增大時，分子間的引力變大而斥力變小
B．布朗運動反映了懸浮在液體中固體顆粒分子的無規(guī)則運動
C．氣體對器壁的壓強是由大量氣體分子對器壁頻繁碰撞而產(chǎn)生的
D．隨著低溫技術的發(fā)展，我們可以使溫度逐漸降低，并最終達到絕對零度
（2）一定質量的某種理想氣體分別經(jīng)歷圖1所示的三種變化過程，其中表示等壓變化的是
C
C
（選填圖1中A、B或C），該過程中氣體的內(nèi)能
增加
增加
（選填“增加”、“減少”或“不變”）．
（3）在一個大氣壓下，1g水在沸騰時吸收了2260J的熱量后變成同溫度的水蒸汽，對外做了170J的功，阿伏伽德羅常數(shù)NA=6.0×1023mol-1，水的摩爾質量M=18g/mol．則
①水的分子總勢能變化了
2090
2090
J；
②1g水所含的分子數(shù)為
3.3×1022
3.3×1022
（結果保留兩位有效數(shù)字）．w w w．ks5u．c om
B．（選修模塊3-4）
（1）關于聲波和光波，以下敘述正確的是
BC
BC

A．聲波和光波均為橫波
B．聲波和光波都能發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象
C．波速、波長和頻率的關系式v=λf，既適用于聲波也適用于光波
D．同一列聲波在不同介質中傳播速度不同，光波在不同介質中傳播速度相同
（2）一根長繩左端位于平面直角坐標系的O點，t=0時某同學使繩子的左端開始做簡諧運動，t=1s時形成如圖2所示波形．則該波的周期T=
4
4
s，傳播速度v=
1
1
m/s．
（3）如圖3所示為直角三棱鏡的截面圖，一條光線平行于 BC邊入射，經(jīng)棱鏡折射后從AC邊射出．已知∠A=θ=60°，該棱鏡材料的折射率為
3
3
；光在棱鏡中的傳播速度為
3
3
c
3
3
c
（已知光在真空中的傳播速度為c）．
C．（選修模塊3-5）
（1）在下列核反應方程中，x代表質子的方程是
BC
BC

A．1327Al+24He→1530P+x
B．714N+24He→817O+x
C．12H+γ→01n+x
D．13H+x→24He+01n
（2）當具有5.0eV能量的光子照射到某金屬表面后，從金屬表面逸出的光電子的最大初動能是1.5eV．為了使該金屬產(chǎn)生光電效應，入射光子的最低能量為
B
B

A．1.5eV         B．3.5eV 8一臺激光器發(fā)光功率為P0，發(fā)出的激光在真空中波長為λ，真空中的光速為c，普朗克常量為h，則每一個光子的動量為
h
λ
h
λ
；該激光器在t秒內(nèi)輻射的光子數(shù)為
P0λt
hc
P0λt
hc
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?攀枝花三模）用如圖所示的裝置可以測定棱鏡的折射率，其中ABC表示待測直角棱鏡的橫截面，棱鏡的兩個銳角α和β都是已知的，緊貼直角邊AC的是一塊平面鏡，將一束光線SO入射到棱鏡的AB面上，適當調整SO的入射方向，使從AB面出射的光線與入射光線SO恰好重合，在這種情況下，僅需要測出SO與AB間的夾角γ就可以算出該棱鏡的折射率，則計算折射率的表達式為（　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，△ABC為一直角三棱鏡的截面，其頂角θ=30°，P為垂直于直線BCD的光屏．一束寬度等于AB的單色平行光束垂直射向AB面，經(jīng)三棱鏡折射后在屏P上形成一條光帶．
①以圖中編號為a、b、c的三條光線為代表畫出光束經(jīng)棱鏡折射的光路示意圖；
②若從AC面出射的光線與原來入射光線的夾角為30°，求棱鏡的折射率．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

精英家教網(wǎng)（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(nèi)作答，如都作答則按A、B兩小題評分）
A．（選修模塊3-3）
封閉在氣缸內(nèi)一定質量的理想氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)D，其體積V與熱力學溫度關T系如圖所示，該氣體的摩爾質量為M，狀態(tài)A的體積為V0，溫度為T0，O、A、D三點在同一直線上，阿伏伽德羅常數(shù)為NA．
（1）由狀態(tài)A變到狀態(tài)D過程中
 

A．氣體從外界吸收熱量，內(nèi)能增加
B．氣體體積增大，單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)減少
C．氣體溫度升高，每個氣體分子的動能都會增大
D．氣體的密度不變
（2）在上述過程中，氣體對外做功為5J，內(nèi)能增加9J，則氣體
 
（選“吸收”或“放出”）熱量
 
J．
（3）在狀態(tài)D，該氣體的密度為ρ，體積為2V0，則狀態(tài)D的溫度為多少？該氣體的分子數(shù)為多少？
B．（選修模塊3-4）
（1）下列說法中正確的是
 

A．X射線穿透物質的本領比γ射線更強
B．在電磁波發(fā)射技術中，使電磁波隨各種信號而改變的技術叫做調諧
C．根據(jù)宇宙大爆炸學說，遙遠星球發(fā)出的紅光被地球接收到時可能是紅外線精英家教網(wǎng)
D．愛因斯坦狹義相對論指出：真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的
（2）如圖所示，直角三角形ABC為一棱鏡的橫截面，∠A=30°，棱鏡材料的折射率n=
3
．在此截面所在的平面內(nèi)，空氣中的一條光線平行于底邊AB從AC邊上的M點射入棱鏡，經(jīng)折射射到AB邊．光線從AC邊進入棱鏡時的折射角為
 
，試判斷光線能否從AB邊射出，
 
（填“能”或“不能”）．
（3）一列簡諧橫波由P點向Q點沿直線傳播，P、Q兩點相距1m．甲、乙分別為P、Q兩質點的振動圖象，如圖所示，如果波長λ＞1m，則波的傳播速度為多少？
精英家教網(wǎng)
C．（選修模塊3-5）
（1）一個質子以1.0×107m/s的速度撞入一個靜止的鋁原子核后被俘獲，鋁原子核變?yōu)楣柙雍�，已知鋁核的質量是質子的27倍，硅核的質量是質子的28倍，則下列判斷中正確的是
 
．
A．核反應方程為1327Al+11H→1428Si
B．核反應方程為1327Al+01n→1428Si
C．硅原子核速度的數(shù)量級為107m/s，方向跟質子的初速度方向一致
D．硅原子核速度的數(shù)量級為105m/s，方向跟質子的初速度方向一致
（2）目前，日本的“核危機”引起了全世界的矚目，核輻射放出的三種射線超過了一定的劑量會對人體產(chǎn)生傷害．三種射線穿透物質的本領由弱到強的排列是
 

A．α射線，β射線，γ射線
B．β射線，α射線，γ射線
C．γ射線，α射線，β射線
D．γ射線，β射線，α射線
（3）太陽能量來源于太陽內(nèi)部氫核的聚變，設每次聚變反應可以看作是4個氫核（11H）結合成1個氦核（24He），同時釋放出正電子（10e）．已知氫核的質量為mP，氦核的質量為mα，正電子的質量為me，真空中光速為c．計算每次核反應中的質量虧損及氦核的比結合能．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

選考題

1.［物理——選修2-2］ (1)常見的傳動方式有__________、__________、__________和齒輪傳動等。齒輪傳動的傳動比是主動輪與__________的轉速之比，傳動比等于__________與__________的齒數(shù)之比。

(2)液壓千斤頂是利用密閉容器內(nèi)的液體能夠把液體所受到的壓強向各個方向傳遞的原理制成的。圖為一小型千斤頂?shù)慕Y構示意圖。大活塞A的直徑D1=20 cm，小活塞B的直徑D2=5 cm，手柄的長度OC=50 cm，小活塞與手柄的連接點到轉軸O的距離DO=10 cm。現(xiàn)用此千斤頂使質量m=4×103 kg的重物升高了h=10 cm。g取10 m/s2，求

(i)若此千斤頂?shù)男蕿?0%，在這一過程中人做的功為多少？

(ii)若此千斤頂?shù)男蕿?00%，當重物上升時，人對手柄的作用力F至少要多大？

2.［物理——選修3-3］

(1)帶有活塞的氣缸內(nèi)封閉一定量的理想氣體。氣體開始處于狀態(tài)a，然后經(jīng)過過程ab到達狀態(tài)b或經(jīng)過過程ac到達狀態(tài)c，b、c狀態(tài)溫度相同，如V-T圖所示。設氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)c的壓強分別為pb和pc，在過程ab和ac中吸收的熱量分別為Qab和Qac，則___________(填入選項前的字母，有填錯的不得分)

A.pb＞pc，Qab＞Qac                        B.pb＞pc，Qab＜Qac

C.pb＜pc，Qab＞Qac                        D.pb＜pc，Qab＜Qac

(2)圖中系統(tǒng)由左右兩個側壁絕熱、底部導熱、截面均為S的容器組成。左容器足夠高，上端敞開，右容器上端由導熱材料封閉。兩容器的下端由可忽略容積的細管連通。

容器內(nèi)兩個絕熱的活塞A、B下方封有氮氣，B上方封有氫氣。大氣的壓強為p0，溫度為T0=273 K，兩活塞因自身重量對下方氣體產(chǎn)生的附加壓強均為0.1p0。系統(tǒng)平衡時，各氣柱的高度如圖所示。現(xiàn)將系統(tǒng)底部浸入恒溫熱水槽中，再次平衡時A上升了一定高度。用外力將A緩慢推回第一次平衡時的位置并固定，第三次達到平衡后，氫氣柱高度為0.8h。氮氣和氫氣均可視為理想氣體。求

(i)第二次平衡時氮氣的體積；

(ii)水的溫度。

3.［物理——選修3-4］

(1)某振動系統(tǒng)的固有頻率為f0，在周期性驅動力的作用下做受迫振動，驅動力的頻率為f。若驅動力的振幅保持不變，下列說法正確的是______(填入選項前的字母，有填錯的不得分)

A.當f＜f0時，該振動系統(tǒng)的振幅隨f增大而減小

B.當f＞f0時，該振動系統(tǒng)的振幅隨f減小而增大

C.該振動系統(tǒng)的振動穩(wěn)定后，振動的頻率等于f0

D.該振動系統(tǒng)的振動穩(wěn)定后，振動的頻率等于f

(2)一棱鏡的截面為直角三角形ABC，∠A=30°，斜邊AB=a。棱鏡材料的折射率為。在此截面所在的平面內(nèi)，一條光線以45°的入射角從AC邊的中點M射入棱鏡。畫出光路圖，并求光線從棱鏡射出的點的位置(不考慮光線沿原路返回的情況)。

4.［物理——選修3-5］

(1)關于光電效應，下列說法正確的是________(填入選項前的字母，有填錯的不得分)

A.極限頻率越大的金屬材料逸出功越大

B.只要光照射的時間足夠長，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應

C.從金屬表面出來的光電子的最大初動能越大，這種金屬的逸出功越小

D.入射光的光強一定時，頻率越高，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多

(2)兩個質量分別為M1和M2的劈A和B，高度相同，放在光滑水平面上。A和B的傾斜面都是光滑曲面，曲面下端與水平面相切，如圖所示。一質量為m的物塊位于劈A的傾斜面上，距水平面的高度為h。物塊從靜止開始滑下，然后又滑上劈B。求物塊在B上能夠達到的最大高度。

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