题目内容

11.如图所示,有一束平行于直角三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点,并偏折到F点.已知入射方向与边BC的夹角为θ=30°,E、F分别为边AB、BC的中点.下列说法中正确的是(  )
A.该棱镜的折射率为$\sqrt{2}$B.光在F点不发生全反射
C.从边AC出射的光束与边AB平行D.光从空气进入棱镜,波长变大

分析 由几何关系可知入射角和折射角,由折射定律可求得折射率;求出三棱镜的临界角可以判断F点能否发生全反射;由波速的变化可得出波长的变化;由折射现象可知光束能否平行.

解答 解:A、由几何知识得:光线在BC面上入射角为 i=60°,折射角为r=30°,则折射率为n=$\frac{sini}{sinr}$=$\sqrt{3}$.故A错误.
BC、设全反射临界角为C,则sinC=$\frac{1}{n}$=$\frac{\sqrt{3}}{3}$<$\frac{\sqrt{3}}{2}$,则知 C<60°
光线在F点的入射角i′=60°>C,得知光在F点发生全反射,根据反射定律和几何知识光线射到AC面上时入射角为i″=30°,不发生全反射,由n=$\frac{sinr″}{sini″}$得 折射角r″=60°,由几何知识分析可知从边AC出射的光束与边AB平行.故B错误,C正确.
D、光从空气进入棱镜,频率不变,波速变小,由公式v=λf得知,波长变小.故D错误.
故选:C.

点评 本题是折射定律的应用问题,根据几何知识与折射定律结合进行处理.要明确光从一种介质进入另一种介质时频率不变.

练习册系列答案
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16.某同学用如图(a)所示的装置探究加速度a与力F、质量m的关系.甲、乙两小车放在倾斜轨道上,小车甲上固定一个力传感器,小车乙上固定一个加速度传感器(可以测量乙在任意时刻的加速度大小),力传感器和小车乙之间用一根不可伸长的细线连接,且细线与轨道平行.在弹簧拉力作用下两小车一起开始运动,利用两个传感器可以采集记录同一时刻小车乙受到的拉力和加速度的大小.
(1)下列关于实验装置和操作的说法中正确的是BD
A.轨道倾斜是为了平衡小车甲受到的摩擦力
B.轨道倾斜是为了平衡小车乙受到的摩擦力
C.实验中,在小车乙向下运动的过程中均可采集数据
D.实验中,只能在小车乙加速运动的过程中采集数据
(2)四个实验小组选用的小车乙(含加速度传感器)的质量分别为m1=0.5kg、m2=1.0kg、和m4=2.0kg,三个小组已经完成了a-F图象,在探究了a与F的关系后,为了进一步探究a与m的关系,可直接利用图(b)的三条图线收集数据,然后作图.请写出具体的做法:
①为了更直观地探究a与m的关系,建立的坐标系应以加速度a为纵轴;以质量的倒数$\frac{1}{m}$为横轴.
②如何收集数据?在a-F图象上做一条垂直于横轴的直线,与四条图线分别有个交点,记录下四个交点的纵坐标a,分别与各图线对应的m组成四组数据.
3.如图(甲)所示,两光滑导轨都由水平、倾斜两部分圆滑对接而成,相互平行放置,两导轨相距L=lm,倾斜导轨与水平面成θ=30°角,倾斜导轨的下面部分处在一垂直斜面的匀强磁场区I中,I区中磁场的磁感应强度B1随时间变化的规律如图(乙)所示,图中t1、t2未知.水平导轨足够长,其左端接有理想电流表G和定值电阻R=3Ω,水平导轨处在一竖直向上的匀强磁场区Ⅱ中,Ⅱ区中的磁场恒定不变,磁感应强度大小为B2=1T,在t=0时刻,从斜轨上磁场I 区外某处垂直于导轨水平释放一金属棒ab,棒的质量m=0.1kg,电阻r=2Ω,棒下滑时与导轨保持良好接触,棒由倾斜导轨滑向水平导轨时无机械能损失,导轨的电阻不计.若棒在斜面上向下滑动的整个过程中,电流表G的示数大小保持不变,t2时刻进入水平轨道,立刻对棒施一平行于框架平面沿水平方向且与杆垂直的外力.(g取10m/s2)求:
(l)ab 棒进入磁场区I 时的速度v;
(2)磁场区I在沿斜轨方向上的宽度d;
(3)棒从开始运动到刚好进入水平轨道这段时间内ab棒上产生的热量;
(4)若棒在t2时刻进入水平导轨后,电流表G的电流大小I随时间t变化的关系如图(丙)所示(I0未知),已知t2到t3的时间为0.5s,t3到t4的时间为1s,请在图(丁)中作出t2到t4时间内外力大小F随时间t变化的函数图象.

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