题目内容
(12分)棱镜的截面为直角三角形ABC,∠A=30o,斜边AB=a。棱镜材料的折射率为n=。在此截面所在的平面内,一条光线以45o的入射角从AC边的中点M射入棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原来路返回的情况)。
如果入射光线在法线的右侧,出射点在AB边上离A点的位置;
如果入射光线在法线的左侧,出射点在BC边上离B点的位置。
【解析】设入射角为i,折射角为r,由折射定律得
①(2分)
由已知条件及①式得 ②(1分)
如果入射光线在法线的右侧,光路图如图1所示。设出射点为F,由几何关系可得
③(2分)
即出射点在AB边上离A点的位置。
如果入射光线在法线的左侧,光路图如图2所示。设折射光线与AB的交点为D。
由几何关系可知,在D点的入射角 ④(1分)
设全发射的临界角为,则 ⑤(1分)
由⑤和已知条件得 ⑥(1分)
因此,光在D点全反射。
设此光线的出射点为E,由几何关系得∠DEB=
⑦(2分)
⑧(1分)
联立③⑦⑧式得 ⑨(1分)
即出射点在BC边上离B点的位置。
(1)如图所示.,某同学为了测量截面为正三角形的三棱镜玻璃折射率,先在白纸上放好三棱镜,在棱镜的左侧插上两枚大头针P1和P2,然后在棱镜的右侧观察到Pl和P2的像。当Pl的像恰好被P2的像挡住时,插上大头针P3和P4,使P3挡住Pl、P2的像,P4挡住P3和Pl、P2的像。在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓(实线)如图所示。
①在答题卡的图上画出对应的光路;
②为测出三棱镜玻璃的折射率,若以AB作为分界面,需要测量的量是 和_ ___, 并在图上用符号标出,则该三棱镜玻璃折射率的计算公式是n= ;
③若在测量过程中,放置三棱镜的位置发生了微小的平移(移至图中的虚线位置,底边仍重合),仍以AB作为分界面,三棱镜玻璃折射率的测量值____其真实值(填“大于”、“小于”、“等于”)。
(2)某研究性学习小组利用图1所示的电路测量某蓄电池的电动势E和内电阻r。由于蓄电池的内阻很小,因此在电路中接入一个定值电阻。闭合开关S,调整电阻箱R的阻值,读出电压表相应的示数U,得到数据如下表:
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
R/ |
40.00 |
20.00 |
12.00 |
8.00 |
6.00 |
5.00 |
U/V |
1.89 |
1.78 |
1.66 |
1.57 |
1.43 |
1.35 |
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①为了准确地得出实验结论,该小组的同学准备用图象来处理实验数据。图象的纵坐标表示电压表读数U,则图象的横坐标表示的物理量应该是 ;
②计算出与该组数据对应的物理量并填在答题卡的表格中;
③请在图2所给的坐标纸中作图(要求在答题卡上答图2中作出图象),利用图象得到E= V,r= 。
(1)如图所示.,某同学为了测量截面为正三角形的三棱镜玻璃折射率,先在白纸上放好三棱镜,在棱镜的左侧插上两枚大头针P1和P2,然后在棱镜的右侧观察到Pl和P2的像。当Pl的像恰好被P2的像挡住时,插上大头针P3和P4,使P3挡住Pl、P2的像,P4挡住P3和Pl、P2的像。在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓(实线)如图所示。
①在答题卡的图上画出对应的光路;
②为测出三棱镜玻璃的折射率,若以AB作为分界面,需要测量的量是 和_ ___, 并在图上用符号标出,则该三棱镜玻璃折射率的计算公式是n= ;
③若在测量过程中,放置三棱镜的位置发生了微小的平移(移至图中的虚线位置,底边仍重合),仍以AB作为分界面,三棱镜玻璃折射率的测量值____其真实值(填“大于”、“小于”、“等于”)。
(2)某研究性学习小组利用图1所示的电路测量某蓄电池的电动势E和内电阻r。由于蓄电池的内阻很小,因此在电路中接入一个定值电阻。闭合开关S,调整电阻箱R的阻值,读出电压表相应的示数U,得到数据如下表:
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
R/ | 40.00 | 20.00 | 12.00 | 8.00 | 6.00 | 5.00 |
U/V | 1.89 | 1.78 | 1.66 | 1.57 | 1.43 | 1.35 |
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①为了准确地得出实验结论,该小组的同学准备用图象来处理实验数据。图象的纵坐标表示电压表读数U,则图象的横坐标表示的物理量应该是 ;
②计算出与该组数据对应的物理量并填在答题卡的表格中;
③请在图2所给的坐标纸中作图(要求在答题卡上答图2中作出图象),利用图象得到E= V,r= 。