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7.如圖所示為由玻璃材料制成的一棱鏡的截面圖,一細(xì)光束從圓弧AB的中點(diǎn)E沿半徑射入棱鏡后,恰好在圓心O點(diǎn)發(fā)生全反射,經(jīng)CD面反射,再?gòu)膱A弧的F點(diǎn)射出,已知OA=a,OD=24a,OA垂直于OB.求:
①?gòu)腇點(diǎn)出射的折射光線與法線之間的夾角;
②從F點(diǎn)射出的光在棱鏡中傳播的時(shí)間.

分析 ①先作出光路圖,根據(jù)幾何關(guān)系得出臨界角,由全反射臨界角公式sinC=1n求出折射率n.由幾何知識(shí)求得光線在F點(diǎn)的入射角,由折射定律求解出射光線與法線夾角的正弦值.
②光在棱鏡中的傳播速度v=cn.由幾何知識(shí)求出光線在棱鏡中傳播的距離S,由t=sv求解傳播的時(shí)間.

解答 解:①作出光路圖如圖所示:
根據(jù)幾何關(guān)系可知,臨界角為:C=45°.
根據(jù)全反射定律得:n=1sinC=2,
OG=2OD=12a;
故sin α=OGOF=12,
根據(jù)折射定律得:n=sinβsinα
解得:sin β=22   
所以 β=45°.
②光在棱鏡中的傳播速度:v=cn,
由幾何知識(shí)得,光在棱鏡中傳播的距離為:l=a+12a+32a
光在棱鏡中傳播的時(shí)間:t=lv
解得:t=32+6a2c
答:①?gòu)腇點(diǎn)出射的折射光線與法線之間的夾角為45°;
②從F點(diǎn)射出的光在棱鏡中傳播的時(shí)間為32+6a2c

點(diǎn)評(píng) 本題的突破口是“光線恰好在圓心O點(diǎn)發(fā)生全反射”,根據(jù)全反射臨界角公式sinC=1n、折射定律n=sinisinγ、光速公式v=cn相結(jié)合進(jìn)行處理.分析時(shí),要靈活幾何知識(shí)求解相關(guān)角度和光傳播的距離,要加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

1.一細(xì)繩穿過一光滑的,不動(dòng)的細(xì)管,兩端分別拴著質(zhì)量為m和M的小球A,B,當(dāng)小球A繞管子的中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),A球擺開某一角度,此時(shí)A球到上管口的繩長(zhǎng)為L(zhǎng),如圖所示,細(xì)管的半徑可以忽略,試求:
(1)小球A的速度和它所受的向心力
(2)小球A轉(zhuǎn)動(dòng)周期.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

18.如圖所示,均勻帶正電的細(xì)桿AB傾斜放置,O為其中垂線上一點(diǎn),取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,O點(diǎn)電勢(shì)為φ0,將另一個(gè)與細(xì)桿AB完全相同的帶正電細(xì)桿CD與細(xì)桿AB關(guān)于O,A連線對(duì)稱放置,則O點(diǎn)的電勢(shì)為( �。�
A.0B.φ0C.φ02D.0

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

15.某同學(xué)在探究小車的加速度與力.質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中.
(1)調(diào)節(jié)滑輪位置,使拉小車的細(xì)線與長(zhǎng)木板平行,當(dāng)滿足砝碼和盤的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量時(shí),我們可把砝碼與盤的重力當(dāng)作小車受到的細(xì)線的拉力.
(2)保持小車質(zhì)量不變,改變砝碼的質(zhì)量,多次實(shí)驗(yàn),通過分析紙帶,我們可得到小車的加速度a和所受拉力F的關(guān)系.如圖1所示為某同學(xué)所畫的加速度與力的關(guān)系,請(qǐng)你分析為何直線不通過原點(diǎn)?未平衡摩擦力或平衡不夠(傾角太�。�
(3)小車從靜止開始運(yùn)動(dòng),利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況,如圖2所示,其中O點(diǎn)為紙帶上記錄到的第一點(diǎn).A.B.C是該同學(xué)在紙帶上所取的一些點(diǎn),圖中所標(biāo)明的數(shù)據(jù)為A.B.C各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電源頻率f=50Hz (以下計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字),木塊運(yùn)動(dòng)的加速度a=0.39m/s2.小車在經(jīng)歷計(jì)數(shù)點(diǎn)B點(diǎn)時(shí)的速度為vB=0.78m/s.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

2.某興趣小組為測(cè)一遙控電動(dòng)小車的額定功率,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):
①用天平測(cè)出電動(dòng)小車的質(zhì)量為0.4kg;
②將電動(dòng)小車、紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器按如圖甲所示安裝;
③接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(其打點(diǎn)周期為0.02s);
④使電動(dòng)小車以額定功率加速運(yùn)動(dòng),達(dá)到最大速度后勻速運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間.然后關(guān)閉小車電源,待小車靜止時(shí)再關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(設(shè)小車在整個(gè)過程中小車所受的阻力恒定).
在上述過程中.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上所打的部分點(diǎn)跡如圖乙所示.
請(qǐng)你分析紙帶數(shù)據(jù),回答下列問題:

(a)該電動(dòng)小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為1.5m/s;
(b)關(guān)閉小車電源后,小車的加速度大小為2.0m/s2
(c)該電動(dòng)小車的額定功率為1.2W.

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

12.已知通以電流為I的長(zhǎng)直導(dǎo)線,在距離它為r處所產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為kIr(k為已知),現(xiàn)有兩根相同的長(zhǎng)為d=10cm的金屬棒,質(zhì)量均勻m=0.2kg,懸掛起來靜止,如圖所示,懸繩與豎直方向的夾角分別為α,β.已知兩懸繩長(zhǎng)均為L(zhǎng)=0.2m,α=30°,I1=1A,則I2的大小為375k,方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲猓ㄌ睢跋蚶铩被颉跋蛲狻保?/div>

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

19.如圖所示,一串紅燈籠(三只)在水平風(fēng)力的吹動(dòng)下發(fā)生傾斜,懸繩與豎直方向的夾角為37°.設(shè)每個(gè)紅燈籠的質(zhì)量均為m,繩子質(zhì)量不計(jì).則自上往下數(shù)第一個(gè)紅燈籠對(duì)第二個(gè)紅燈籠的拉力大小為( �。�
A.5mg4B.4mg3C.5mg3D.5mg2

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

16.質(zhì)量為m的滑塊沿傾角為θ的斜面向下滑行,當(dāng)滑塊的速度為v,求:
(1)此過程重力的平均功率;
(2)速度為v時(shí)重力的瞬時(shí)功率.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

17.下列說法正確的是( �。�
A.話筒是一種常見的聲傳感器,其作用是將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為聲信號(hào)
B.電熨斗中的雙金屬片溫度傳感器的作用是控制電路的通斷
C.遙控器調(diào)換電視機(jī)頻道的過程,是把光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的過程
D.半導(dǎo)體熱敏電阻常用作溫度傳感器,因?yàn)闇囟仍礁撸碾娮柚翟酱?/td>

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