精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

【题目】如图,是一直角三棱镜的横截面,,一细光束从BC边的D点折射后,射到AC边的E点,发生全反射后经AB边的F点射出.EG垂直于ACBCGD恰好是CG的中点.不计多次反射.

i)求出射光相对于D点的入射光的偏角;

ii)为实现上述光路,棱镜折射率的取值应在什么范围?

【答案】160° 2

【解析】

(i)光线在BC面上折射,作出多次折射后的光路如图所示:

由折射定律有:

式中,n为棱镜的折射率,i1r1分别是该光线在BC面上的入射角和折射角.光线在AC面上发生全反射,由反射定律有i2=r2

式中i2r2分别是该光线在AC面上的入射角和反射角.光线在AB面上发生折射由折射定律有

式中i3r3分别是该光线在AB面上的入射角和折射角.

由几何关系得i2=r2=60°r1=i3=30°

F点的出射光相对于D点的入射光的偏角为δ=(r1i1)+(180°–i2r2)+(r3i3)

由①②③④⑤式得δ=60°

(ii)光线在AC面上发生全反射,光线在AB面上不发生全反射,有

式中C是全反射临界角,满足

由④⑦⑧式知,棱镜的折射率n的取值范围应为

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某小组同学改装电压表时,在实验室找到如下实验器材:

A.电压表V1:量程为2.5V,内阻几千欧;

B.电流表A1:量程为5mA,内阻约为10Ω

C.电流表A2:量程为1A,内阻0.5Ω左右;

D.电阻箱R1:阻值范围0~999.9Ω

E.滑动变阻器R2:阻值范围0~10Ω

F.滑动变阻器R3:阻值范图0~5000Ω

G.电源:电动势E=5V,内阻r=0.5Ω

H.开关、导线若干。

由于没有合适的电压表,计划用电流表A1改装。

(1)先用半偏法测电流表A1的内阻,电路如图甲所示。操作过程如下:将R3调至阻值最大,断开S2、闭合S1,调节R3使电流表A1的示数为4.00mA;保持R3的阻值不变,闭合S2,调节R1使电流表A1的示数为2.00mA,此时R1的阻值为10.5Ω。则电流表A1的内阻为________Ω

(2)将电流表A1改装成量程为5V的电压表。把电阻箱的阻值调至________Ω,与电流表A1串联后即为量程为5V的电压表;

(3)对改装后的电压表校对,该小组同学从别的地方找到一标准电压表V,将改装好的电压表(如图乙中虚线框所示)与标准电压表V并联,接入如图乙所示的电路中,调节R2,使电流表A1的示数如图丙所示,则电流表的示数为________ mA;若改装后的电压表非常准确,则此时电压表的示数为________ V(结果保留两位有效数字)。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】为了方便监控高温锅炉外壁的温度变化,可在锅炉的外壁上镶嵌一个导热性能良好的气缸,气缸内封闭气体温度与锅炉外壁温度相等。如图所示,气缸右壁的压力传感器与活塞通过轻弹簧连接,活塞左侧封闭气体可看做理想气体。已知大气压强为p0,活塞横截面积为S,不计活塞质量和厚度及与气缸壁的摩擦。当锅炉外壁温度为T0时,活塞与气缸左壁的间距为L,传感器的示数为0。温度缓慢升高到某一值时,传感器的示数为p0S,若弹簧的劲度系数为,求:

(1)此时锅炉外壁的温度;

(2)若已知该过程气缸内气体吸收的热量为Q,求气体内能增加量。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图甲所示,将一足够长的光滑斜面固定放置在地球表面上,斜面倾角为θAB两个小球质量相等,均可视为质点;A球沿斜面由静止开始下滑,B球做自由落体运动,AB两球速率的平方与位移的关系图像如图乙所示。已知地球半径为R,引力常量为G,则(  )

A.倾角为θ=30°

B.AB两球的动能相等时,两球重力的瞬时功率之比为PAPB=1∶1

C.地球质量

D.地球的平均密度

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某实验小组利用如图所示的实验装置测定滑块与长木板之间的动摩擦因数。实验的主要步骤如下:

(1)将长木板放置在水平桌面上并固定好,并在其中间某一位置固定一光电门传感器;

(2)用游标卡尺测量固定在滑块上端的挡光片的宽度d,测量结果如图所示,则挡光片的宽度d=_________mm

(3)滑块放在长木板上,用手拨动滑块,通过光电门,运动一段距离后静止,记录挡光片的挡光时间t、滑块静止位置与光电门之间的距离x

(4)已知重力加速度为g,则动摩擦因数μ=_________(用题中所给字母表示);

(5)若某次实验时,手拨动滑块的位置到滑块静止位置的距离恰好是光电门到滑块静止位置的距离的两倍,已知挡光时间为t1,滑块质量为m,则人拨动滑块时,对滑块的冲量大小为_________(用题中所给字母表示)。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图甲所示,质量为1kg的物块叠放在木板右端,足够长的木板放在光滑的水平地面上,今在木板右端施加水平向右的拉力FF的大小可变,方向不变,图乙为0~2s内木板的v-t图象。已知木板的质量为3kg,重力加速度g=10m/s2,木板与物块之间的动摩擦因数为0.2,则下列说法正确的是

A.0~1s内物块做匀加速运动的加速度大小为1m/s2

B.在第1s内,拉力F的大小为14N

C.在第2s内,拉力F的大小为4N

D.在第2s末,物块的速度小于木板的速度

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】在空间存在着竖直向上的各处均匀的磁场,将一个不变形的单匝金属圆线圈放入磁场中,规定线圈中感应电流方向如图甲所示的方向为正。当磁场的磁感应强度 B随时间t的变化规律如图乙所示时,下图中能正确表示线圈中感应电流随时间变化的图线是( )

A.

B.

C.

D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】1如图甲所示,两根足够长的平行导轨,间距L=0.3 m,在导轨间有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B1=0.5 T。一根直金属杆MNv=2 m/s的速度向右匀速运动,杆MN始终与导轨垂直且接触良好。杆MN的电阻r1=1 Ω,导轨的电阻可忽略。求杆MN中产生的感应电动势E1

2如图乙所示,一个匝数n=100的圆形线圈,面积S1=0.4 m2,电阻r2=1 Ω。在线圈中存在面积S2=0.3 m2垂直线圈平面(指向纸外)的匀强磁场区域,磁感应强度B2随时间t变化的关系如图丙所示。求圆形线圈中产生的感应电动势E2

3将一个R=2 Ω的电阻分别与图甲和图乙中的ab端相连接,然后b端接地。试判断以上两种情况中,哪种情况a端的电势较高?并求出较高的电势φa

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某实验小组用如图1所示的电路测量电源的电动势和内阻,已知电流表A1A2是用相同的表头改装而成的,电流表A1的量程为1A,内阻为3.0Ω;电流表A2的量程为1.5 A,内阻未知。闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,得到多组电流表A1示数I、电压表示数U的数据,作出UI图象如图2所示。

(1)电流表A2的内阻为__________Ω

(2)根据UI图象可以求得电源电动势为__________V,内阻为__________Ω;(要求结果尽量准确,保留一位小数)

(3)关于本实验中误差的主要来源,下列说法正确的是__________。(填正确答案标号)

A.电流表分压会引起系统误差

B.电压表分流会引起系统误差

C.电流表、电压表读数会引起偶然误差

D.作图描点、连线会引起偶然误差

查看答案和解析>>

同步练习册答案