【题目】如图所示,直角三棱镜置于空气中,已知∠A=60°,∠C=90°,一束极细单色光从AC的中点D垂直AC面入射,AD= m,棱镜对该单色光的折射率n= ,求:
(1)光从棱镜第一次射入空气时的折射角;
(2)光从进入棱镜到第一次射入空气所经历的时间(已知光在真空中的传播速度为c=3×108m/s,结果保留一位有效数字).
【答案】
(1)
解:设玻璃对空气的临界角为C,
则:sinC= =
代入数值得:C=45°
由几何知识得 i1=60°>45°,所以光线在AB面上将发生全反射
i2=30°<C,则光线从BC面上第一次射入空气.
由折射定律有: =n
代入数值得:折射角 r=45°
(2)
解:棱镜中光速为:v=
则光从进入棱镜到第一次射入空气所经历的时间:t= AD+ =3×10﹣8s
【解析】(1)画出光路图,由几何知识找出角度关系,确定出光线到达AB面时的入射角,与临界角比较,判断能否发生全反射.再运用同样的思路分析光线在AC面上能否发生全反射,若不发生全反射,光线将从棱镜第一次射入空气,由折射定律求解折射角.(2)由v= 求出光在棱镜中的传播速度,运用几何知识求出光棱镜中传播的距离,由运动学知识可以求解时间.
【考点精析】通过灵活运用光的折射,掌握光由一种介质射入另一种介质时,在两种介质的界面上将发生光的传播方向改变的现象叫光的折射即可以解答此题.
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【题目】如图是一个设计“过山车”的试验装置的原理示意图.斜面AB与竖直面内的圆形轨道在B点平滑连接.斜面AB和圆形轨道都是光滑的.圆形轨道半径为R.一个质量为m的小车(可视为质点)在A点由静止释放沿斜面滑下,小车恰能通过圆形轨道的最高点C.已知重力加速度为g.
求:
(1)A点距水平面的高度h;
(2)在B点轨道对小车的支持力的大小.
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【题目】蒸汽机、内燃机等热机以及电冰箱工作时都利用了气体状态变化来实现能量的转移和转化,我们把这些气体称为工质.某热机经过一个循环后,工质从高温热源吸热Q1 , 对外做功W , 又对低温热源放热Q2 , 工质完全回复初始状态,内能没有变化.根据热力学第一定律,在工质的一个循环中,Q1、Q2、W三者之间满足的关系是 . 热机的效率 不可能达到100%,从能量转换的角度,说明能不能完全转化为能.
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【题目】一足够高的直立气缸上端开口,用一个厚度不计的活塞封闭了一段高为80cm的气柱,活塞的横截面积为0.01m2 , 活塞与气缸间的摩擦不计,气缸侧壁通过一个开口与U形管内的气体体积忽略不计,已知右图所示状态时气体的温度为7℃,U形管内水解面的高度差h1=5cm,大气压强P0=1.0×105Pa保持不变,水银的密度ρ=13.6×103kg/m3 , g=10m/s2 . 求:
(1)活塞的重力;
(2)现在活塞上添加沙粒,同时对气缸内的气体加热,始终保持活塞的高度不变,此过程缓慢进行,当气体的温度升高到37℃时,U形管内水银面的高度差为多少?
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【题目】如图所示,一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞,使气缸悬空而静止,气缸和活塞的总质量为M , 气缸内封闭一定质量的理想气体.设活塞和缸壁间无摩擦且可以在缸内自由移动,缸壁导热性能良好,不漏气,外界大气的压强和温度不变.现在气缸顶上缓慢放上一个质量为m的物体.当系统平衡时,下列说法正确的是( )
A.外界对缸内气体不做功,缸内气体的压强和温度不变
B.外界对缸内气体做正功,气缸内气体的内能增加
C.气体对外放热,内能不变
D.单位时间内缸内气体分子对缸壁单位面积的碰撞次数减少
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【题目】牛顿的墓碑上镌刻着这样一行文字:“……自然与自然的定律,都隐藏在黑暗之中;上帝说‘让牛顿来吧!’于是,一切变为光明。”牛顿之所以获得这样高的评价,是因为他
A.创立了经典力学B.捍卫了地心说C.主张三权分立D.提出日心说
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【题目】如图所示的U﹣I图象中,直线I为某电源的路端电压与电流的关系,直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线,用该电源直接与电阻R连接成闭合电路,由图象可知( )
A.R的阻值为1.5Ω
B.电源电动势为3V,内阻为0.5Ω
C.电源的输出功率为3.0W
D.电源内部消耗功率为0.5W
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【题目】如图所示,小球用细绳系住,绳的另一端固定于O点,现用水平力F缓慢推动置于光滑水平面的斜面体,小球在斜面上无摩擦地滑动,细绳始终处于直线状态,当小球升到细绳与斜面平行的过程中,斜面对小球的支持力FN以及水平力F的变化情况是( )
A.FN不断增大
B.FN先增大后减小
C.F不断增大
D.F先增大后减小
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