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(diǎn)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(diǎn)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(yùn)動(dòng)的時(shí)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(shí)求出θ；
②作出光路圖，由幾何知識(shí)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(yùn)動(dòng)的時(shí)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
得
 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(shí)，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(yùn)動(dòng)的時(shí)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(yùn)動(dòng)的時(shí)間是
(
2
+
6
)l
2c
．
點(diǎn)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(gè)分子間的距離為r0(平衡位置)時(shí)，分子力為零，分子勢能最小

B．?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)的劇烈程度都與溫度有關(guān)，所以擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)也叫做熱運(yùn)動(dòng)

C．第二類永動(dòng)機(jī)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(dòng)，大氣壓恒為p0，容器的橫截面積為S，密封氣體的壓強(qiáng)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(qiáng)度材料，它是一些非常細(xì)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(shí)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(shí)，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(shí)的波形如圖所示，P、Q兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置分別位于x=3.5m和x=6.5m處。在t1=0.5s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P此后恰好第二次處于波峰位置；則t2=       s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q此后第二次在平衡位置且向上運(yùn)動(dòng)；當(dāng)t3=0.9s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)，DC與AB的距離H=R/2，若DC光線進(jìn)入介質(zhì)球后經(jīng)一次反射再次回到介質(zhì)球的界面時(shí)，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(gè)“最大波長”，入射光波長小于這個(gè)波長，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)

B．氫原子輻射出一個(gè)光子后能量減小，核外電子的運(yùn)動(dòng)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(gè)質(zhì)量為m2的質(zhì)子后衰變?yōu)閮蓚�(gè)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(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量為m的粒子以初動(dòng)能E0與質(zhì)量M的金核發(fā)生對心碰撞。若金核初時(shí)靜止且自由，求粒子與金核間距離最近時(shí)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(gè)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(jìn)行的

    B．熵是物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)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(shí)，水汽的質(zhì)量減少，密度不變。

    D．當(dāng)分子間距離增大時(shí)，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(xì)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(qiáng)與外界的溫度均保持不變，下列各個(gè)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(shí)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(jì)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(shí)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(shí)驗(yàn)中，測量單擺周期應(yīng)該從小球經(jīng)過最低點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，以減小實(shí)驗(yàn)誤差

    D．接收電磁波時(shí)首先要進(jìn)行調(diào)頻

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

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

（3）一列橫波在某時(shí)刻的波動(dòng)圖像如圖所示，從此時(shí)開始質(zhì)點(diǎn)比質(zhì)點(diǎn)早到達(dá)波谷。求：
 
       ①此波的傳播方向和波速大��；

②內(nèi)質(zhì)點(diǎn)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(qiáng)度都有增加，加一方面輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)。

    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(shí)，把一部分動(dòng)量轉(zhuǎn)移給電子，因此光子散射后波長變長。

    D．4個(gè)放射性元素的原子核經(jīng)過一個(gè)半衰期后一定還剩下2個(gè)沒有發(fā)生衰變。
 
   （2）一群氫原子處于量子數(shù)的能級(jí)狀態(tài)，

氫原子的能級(jí)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(jí)直接躍遷到

的能級(jí)時(shí)，輻射出的光子照射到逸出功為

的金屬鉀時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)，由此

產(chǎn)生的光電子的最大的初動(dòng)能是     

  （3）如圖所示，在水平光滑直導(dǎo)軌上，靜止著三個(gè)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(yùn)動(dòng)，A、B兩球碰撞后粘合在一起，兩球繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(tuán)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(diǎn)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(diǎn)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(yùn)動(dòng)的時(shí)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(gè)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(jìn)行的

    B．熵是物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)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(shí)，水汽的質(zhì)量減少，密度不變。

    D．當(dāng)分子間距離增大時(shí)，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(xì)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(qiáng)與外界的溫度均保持不變，下列各個(gè)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(shí)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(jì)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(shí)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(shí)驗(yàn)中，測量單擺周期應(yīng)該從小球經(jīng)過最低點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，以減小實(shí)驗(yàn)誤差

    D．接收電磁波時(shí)首先要進(jìn)行調(diào)頻

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

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

（3）一列橫波在某時(shí)刻的波動(dòng)圖像如圖所示，從此時(shí)開始質(zhì)點(diǎn)比質(zhì)點(diǎn)早到達(dá)波谷。求：
 
        ①此波的傳播方向和波速大小；

②內(nèi)質(zhì)點(diǎn)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(qiáng)度都有增加，加一方面輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)。

    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(shí)，把一部分動(dòng)量轉(zhuǎn)移給電子，因此光子散射后波長變長。

    D．4個(gè)放射性元素的原子核經(jīng)過一個(gè)半衰期后一定還剩下2個(gè)沒有發(fā)生衰變。
 
   （2）一群氫原子處于量子數(shù)的能級(jí)狀態(tài)，

氫原子的能級(jí)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(jí)直接躍遷到

的能級(jí)時(shí)，輻射出的光子照射到逸出功為

的金屬鉀時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)，由此

產(chǎn)生的光電子的最大的初動(dòng)能是     

   （3）如圖所示，在水平光滑直導(dǎo)軌上，靜止著三個(gè)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(yùn)動(dòng)，A、B兩球碰撞后粘合在一起，兩球繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)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(dòng)能。

 

 

 

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