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12.某單色光以45°角入射到等腰三棱鏡的一個(gè)側(cè)面AB上,測(cè)得其折射角是30°,如圖所示,光速為C,則:
①此單色光在該三棱鏡中的速度是多少?
②若要此折射光線在三棱鏡內(nèi)的另一側(cè)面AC上剛好發(fā)生全反射,那么三棱鏡的頂角A是多少?

分析 ①已知入射角和折射角,由折射定律求出三棱鏡的折射率,由v=cn求光在該三棱鏡中的速度.
②光線在AC面上恰好發(fā)生全反射時(shí),入射角等于臨界角C,由sinC=1n求出臨界角C,結(jié)合幾何知識(shí)求得頂角A.

解答 解:①由圖可得:光線在AB面上的入射角為 i=45°,折射角為 r=45°-15°=30°
則三棱鏡的折射率為 n=sinisinr=\frac{sin45°}{sin30°}=\sqrt{2}
此單色光在該三棱鏡中的速度是 v=\frac{c}{n}=\frac{\sqrt{2}}{2}c=\frac{\sqrt{2}}{2}×3×1{0}^{8}≈2.1×108m/s
(2)設(shè)三棱鏡的全反射臨界角為C,由sinC=\frac{1}{\sqrt{2}}=\frac{\sqrt{2}}{2}
得 C=45°
光線在AC面上恰好發(fā)生全反射,入射角等于臨界角C,即有∠1=C=45°
由幾何知識(shí)可得:此時(shí)三棱鏡的頂角∠A=180°-60°-(90°-45°)=75°
答:
(1)此單色光在該三棱鏡中的速度是2.1×108m/s.
(2)三棱鏡的頂角A是75°.

點(diǎn)評(píng) 本題的關(guān)鍵是要掌握折射定律和全反射的條件,知道光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì),入射角等于臨界角時(shí)恰好發(fā)生全反射.這類(lèi)問(wèn)題往往要結(jié)合幾何知識(shí)研究.

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:多選題

2.如圖所示為一列沿著x軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形圖,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)a的位移為20cm,質(zhì)點(diǎn)b的平衡位置離O點(diǎn)的距離為\frac{11}{12}λ(λ為波長(zhǎng)).經(jīng)過(guò)0.1s(T>1s)質(zhì)點(diǎn)b回到平衡位置,則( �。�
A.周期為1.2s
B.從波形圖所示時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí),0.6s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)b通過(guò)的路程為0.4m
C.當(dāng)b回到平衡位置后,再經(jīng)過(guò)0.2s,a回到平衡位置
D.波速為0.3m/s

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

3.下列說(shuō)法正確的是( �。�
A.放射性元素的半衰期與元素所處環(huán)境的溫度有關(guān)
B.現(xiàn)已建成的核電站發(fā)電的能量來(lái)自于輕核聚變放出的能量
C.某放射性原子核經(jīng)過(guò)2次α衰變和1次β衰變,核內(nèi)質(zhì)子數(shù)減少3個(gè)
D.用藍(lán)色光照射某金屬表面時(shí)有電子逸出,改用紫外線照射也一定會(huì)有電子逸出

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

20.如圖為甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)同時(shí)沿同一直線運(yùn)動(dòng)的位移-時(shí)間圖象.關(guān)于兩質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況,下列說(shuō)法正確的是( �。�
A.在0~t0時(shí)間內(nèi),甲、乙的運(yùn)動(dòng)方向相同
B.在0~2t0時(shí)間內(nèi),甲的速度一直在減小
C.在0~t0時(shí)間內(nèi),乙的速度一直增大
D.在0~2t0時(shí)間內(nèi),甲、乙發(fā)生的位移不相同

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

7.用兩段等長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線將a、b兩個(gè)小球連接并懸掛于O點(diǎn),如圖甲所示,球a受到水平向右的力3F的作用,小球b受到水平向左的力F的作用,平衡時(shí)細(xì)線都被拉緊,則系統(tǒng)平衡時(shí)兩球的位置情況如圖乙所示,則a、b兩球質(zhì)量之比為( �。�
A.1:lB.1:2C.2:1D.2:3

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

17.關(guān)于物理學(xué)思想方法,下列敘述錯(cuò)誤的是( �。�
A.演示微小形變時(shí),運(yùn)用了放大法
B.將帶電體看成點(diǎn)電荷,運(yùn)用了理想模型法
C.平均速度體現(xiàn)了極限思想
D.加速度是采取比值法定義的物理量

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

4.一輛變速自行車(chē),中軸兩個(gè)牙齒盤(pán)的齒數(shù)分別為N1=48、N2=38,后軸三個(gè)飛輪的齒數(shù)分別為N3=14、N4=17、N5=24.保持踏腳恒定轉(zhuǎn)速,欲車(chē)速最大,撥動(dòng)檔位,使牙齒盤(pán)的齒數(shù)為N1,則飛輪齒數(shù)應(yīng)選擇N3(選填“N3”、“N4”、“N5”).假定阻力不變,以同樣的車(chē)速行駛時(shí),該選擇不省力(選填“省力”、“不省力”).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

9.如圖所示,兩根足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距d=0.5m,導(dǎo)軌平面與水平面夾角θ=37o,金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上,且始終與導(dǎo)軌接觸良好.金屬棒的質(zhì)量m=2kg,電阻r=1Ω,定值電阻R=7Ω,其它電阻不計(jì).導(dǎo)軌處于垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=4T.閉合開(kāi)關(guān)S,金屬棒由靜止釋放,沿斜面下滑L=0.5m時(shí),速度v=2m/s.不計(jì)一切摩擦,sin37°=0.60,cos37°=0.80.求
(1)當(dāng)金屬棒速度v=2m/s時(shí),流過(guò)金屬棒ab的電流大小和方向;
(2)此過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

10.靜電場(chǎng)有很多性質(zhì),其中之一就是電場(chǎng)力做功只與電荷運(yùn)動(dòng)的初末位置有關(guān),與運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān).

(1)如圖1所示,電子以初速度v0沿平行于板面的方向從A點(diǎn)射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),并從另一側(cè)的C點(diǎn)射出.已知電子質(zhì)量為m,電荷量為e.偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)可以看作勻強(qiáng)電場(chǎng),極板間電壓為U,極板長(zhǎng)度為L(zhǎng),板間距為d.忽略電子所受重力,求電子通過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的過(guò)程中,沿垂直板面方向偏移的距離y和電場(chǎng)力對(duì)電子所做的功W;
(2)在原有電場(chǎng)區(qū)域加一個(gè)垂直紙面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),如圖2所示.使另一電子以初速度v0′沿平行于板面的方向也從A點(diǎn)射入,在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的共同作用下,電子經(jīng)過(guò)一段復(fù)雜的路徑后仍從另一側(cè)的C點(diǎn)射出.求此過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)電子所做的功W′和電子經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度大小vc;
(3)某同學(xué)認(rèn)為在兩個(gè)帶電導(dǎo)體之間可以存在如圖3所示的靜電場(chǎng),它的電場(chǎng)線相互平行,但間距不等.請(qǐng)你結(jié)合靜電場(chǎng)的基本性質(zhì),判斷這種電場(chǎng)是否存在,并分析論證.

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