【題目】如圖，是一直角三棱鏡的橫截面，，，一細(xì)光束從BC邊的D點(diǎn)折射后，射到AC邊的E點(diǎn)，發(fā)生全反射后經(jīng)AB邊的F點(diǎn)射出．EG垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中點(diǎn)．不計(jì)多次反射．

（i）求出射光相對(duì)于D點(diǎn)的入射光的偏角；

（ii）為實(shí)現(xiàn)上述光路，棱鏡折射率的取值應(yīng)在什么范圍？

【答案】（1）60° （2）

【解析】

(i)光線在BC面上折射，作出多次折射后的光路如圖所示：

由折射定律有： ①

式中，n為棱鏡的折射率，i1和r1分別是該光線在BC面上的入射角和折射角．光線在AC面上發(fā)生全反射，由反射定律有i2=r2 ②

式中i2和r2分別是該光線在AC面上的入射角和反射角．光線在AB面上發(fā)生折射由折射定律有 ③

式中i3和r3分別是該光線在AB面上的入射角和折射角．

由幾何關(guān)系得i2=r2=60°，r1=i3=30° ④

F點(diǎn)的出射光相對(duì)于D點(diǎn)的入射光的偏角為δ=(r1–i1)+(180°–i2–r2)+(r3–i3) ⑤

由①②③④⑤式得δ=60°⑥

(ii)光線在AC面上發(fā)生全反射，光線在AB面上不發(fā)生全反射，有

⑦

式中C是全反射臨界角，滿(mǎn)足 ⑧

由④⑦⑧式知，棱鏡的折射率n的取值范圍應(yīng)為 ⑨

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，MN、PQ為足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌的間距L=0.50m，導(dǎo)軌平面與水平面間夾角θ=37°，N、Q間連接一阻值R=0.40Ω的定值電阻，在導(dǎo)軌所在空間內(nèi)有垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.20T。將一根金屬棒垂直于MN、PQ方向置于導(dǎo)軌的ab位置，金屬棒與導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻r=0.10Ω，導(dǎo)軌的電阻可忽略不計(jì)。現(xiàn)由靜止釋放金屬棒，金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直，且與導(dǎo)軌接觸良好。當(dāng)金屬棒滑行至cd處時(shí)，其速度大小v=4.0m/s，已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80。求：

(1)金屬棒沿導(dǎo)軌開(kāi)始下滑時(shí)的加速度大小a；

(2)金屬棒滑至cd處時(shí)電阻R兩端的電壓大小U；

(3)金屬棒滑至cd處時(shí)電阻R的電功率大小P。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量分別為mA=0.2kg、mB=0.1kg的A、B兩物塊疊放在豎直輕彈簧上靜止（B與彈簧連接，A、B間不粘連），彈簧的勁度k=20N/m。若給A一個(gè)豎直向上的拉力F，使A由靜止開(kāi)始以加速度a=2m/s2向上做勻加速運(yùn)動(dòng)。已知彈簧彈性勢(shì)能的表達(dá)式為Ep=kx2（k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量）。重力加速度g取10m/s2。求：

(1)B上升高度h為多大時(shí)A、B恰好分離；

(2)從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到A、B分離，拉力做的功WF；

(3)定性畫(huà)出B運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中其加速度a與位移l的關(guān)系圖像。（以B初態(tài)靜止的位置為位移零點(diǎn)）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】（16分）為了研究過(guò)山車(chē)的原理，某物理小組提出了下列的設(shè)想：取一個(gè)與水平方向夾角為，長(zhǎng)為的傾斜軌道AB，通過(guò)微小圓弧與長(zhǎng)為的水平軌道BC相連，然后在C處設(shè)計(jì)一個(gè)豎直完整的光滑圓軌道，出口為水平軌道D，如圖所示。現(xiàn)將一個(gè)小球從距A點(diǎn)高為h="0.9" m的水平臺(tái)面上以一定的初速度水平彈出，到A點(diǎn)時(shí)速度方向恰沿AB方向，并沿傾斜軌道滑下。已知小球與AB和BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為。取10m/s2，求：

（1）小球初速度的大��；

（2）小球滑過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速率；

（3）要使小球不離開(kāi)軌道，則豎直圓弧軌道的半徑應(yīng)該滿(mǎn)足什么條件。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，水平地面放置A和B兩個(gè)物塊，A的質(zhì)量m1＝2kg，B的質(zhì)量m2＝lkg，物塊A、B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝0.5�，F(xiàn)對(duì)物塊A施加一個(gè)與水平成37°角的外力F，F(xiàn)＝10N，使A由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)12s物塊A剛好運(yùn)動(dòng)到物塊B處，A物塊與B物塊碰前瞬間撤掉外力F，A與B碰撞過(guò)程沒(méi)有能量損失，設(shè)碰撞時(shí)間很短，A、B均可視為質(zhì)點(diǎn)，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：

（1）計(jì)算A與B碰撞前瞬間A的速度大小；

（2）若在B的正前方放置一個(gè)彈性擋板，物塊B與擋板碰撞時(shí)沒(méi)有能量損失，要保證物塊A和B能發(fā)生第二次碰撞，彈性擋板距離物塊B的距離L不得超過(guò)多大？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】圖中虛線所示為靜電場(chǎng)中的等勢(shì)面1、2、3、4，相鄰的等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等，其中等勢(shì)面3的電勢(shì)為0。一帶正電的點(diǎn)電荷在靜電力的作用下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)a、b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為26eV和5eV。當(dāng)這一點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到某一位置，其電勢(shì)能變?yōu)椋?/span>6eV時(shí)，它的動(dòng)能應(yīng)為( )

A. 6eV B. 18eV C. 11eV D. 32eV

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】游樂(lè)園的小型“摩天輪”上對(duì)稱(chēng)站著質(zhì)量均為m的8位同學(xué)，如圖所示，“摩天輪”在豎直平面內(nèi)逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，若某時(shí)刻轉(zhuǎn)到頂點(diǎn)a上的甲同學(xué)讓一小重物做自由落體運(yùn)動(dòng)，并立即通知下面的同學(xué)接住，結(jié)果重物掉落時(shí)正處在c處（如圖）的乙同學(xué)恰好在第一次到達(dá)最低點(diǎn)b處接到，己知“摩天輪”半徑為R，重力加速度為g，（不計(jì)人和吊籃的大小及重物的質(zhì)量）。問(wèn)：

(1)接住前重物下落運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=？

(2)人和吊籃隨“摩天輪”運(yùn)動(dòng)的線速度大小v=？

(3)乙同學(xué)在最低點(diǎn)處對(duì)地板的壓力FN=？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑曲面與粗糙平直軌道平滑相接，B為連接點(diǎn)，滑塊(視為質(zhì)點(diǎn))自距水平軌道高為h的A點(diǎn)，由靜止自由滑下，滑至C點(diǎn)速度減為零。BC間距離為L.重力加速度為g,忽略空氣阻力，求：

(1)滑塊滑至B點(diǎn)的速度大��；

(2)滑塊與水平面BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)；

(3)若在平直軌道BC間的D點(diǎn)平滑接上一半圓弧形光滑豎直軌道(軌道未畫(huà)出),,再?gòu)?/span>A點(diǎn)釋放滑塊，滑塊恰好能沿弧形軌道內(nèi)側(cè)滑至最高點(diǎn).不考慮滑塊骨入半圓弧形光滑軌道時(shí)碰撞損失的能量，半圓弧的半徑應(yīng)多大？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，ABCD是一個(gè)地面和軌道均光滑的過(guò)山車(chē)軌道模型，現(xiàn)對(duì)靜止在A處的滑塊施加一個(gè)水平向右的推力F，使它從A點(diǎn)開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它水平滑行2.5 m時(shí)到達(dá)B點(diǎn)，此時(shí)撤去推力F、滑塊滑入半徑為0.5 m且內(nèi)壁光滑的豎直固定圓軌道，并恰好通過(guò)最高點(diǎn)C，當(dāng)滑塊滑過(guò)水平BD部分后，又滑上靜止在D處，且與ABD等高的長(zhǎng)木板上，已知滑塊與長(zhǎng)木板的質(zhì)量分別為0.2 kg、0.1 kg，滑塊與長(zhǎng)木板、長(zhǎng)木板與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為0.3、 ，它們之間的最大靜摩擦力均等于各自滑動(dòng)摩擦力，取g＝10 m/s2，求：

(1)水平推力F的大��；

(2)滑塊到達(dá)D點(diǎn)的速度大小；

(3)木板至少為多長(zhǎng)時(shí)，滑塊才能不從木板上掉下來(lái)？在該情況下，木板在水平地面上最終滑行的總位移為多少？

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案