题目内容

7.如图所示,P、Q是两种透明材料制成的两块相同的直角梯形棱镜,叠合在一起组成一个长方体.一束单色光从P的上表面空气中(可看作真空处理)射入,与P上表面的夹角为θ,进入P的折射光刚好垂直通过两棱镜的交界面.已知P、Q所用材料对该单色光的折射率分别为n1、n2,且n1>n2,则下列判断正确的是(  )
A.到达Q下表面的光线一定能出射进入空气,且与下表面的夹角大于θ
B.到达Q下表面的光线一定能出射进入空气,且与下表面的夹角小于θ
C.到达Q下表面的光线不一定能出射进入空气
D.若将P、Q的材料互换,调节从P上表面入射的光线角度,使折射光线依旧垂直通过两棱镜的交界面,则从Q下表面出射的光线与下表面的夹角一定等于θ

分析 根据几何关系求出光线在Q的下表面的入射角,结合全发射的条件判断能否发生全反射,若不能发生全反射,结合折射定律求出出射光线与下表面夹角的大小.

解答 解:A、光线在Q下表面的入射角和在上表面的折射角大小相等,因为n1>n2,由sinC=$\frac{1}{n}$,知光线在Q表面发生全反射的临界角大于在P表面发生全反射的临界角,可知光线一定不会在Q的下表面发生全发射,能出射进入空气;
如果光线从Q的下表面射出,光路如图.
根据折射定律有:n1=$\frac{sin{i}_{1}}{sin{r}_{1}}$,n2=$\frac{sin{r}_{2}}{sin{i}_{2}}$
由几何知识知,当光线射向Q的下表面时 r1=i2
由题,n1>n2,则得n2<i1
根据几何知识得:α>θ.即出射光线与下表面的夹角一定大于θ,故A正确,BC错误
D、若将P、Q的材料互换,调节从P上表面入射的光线角度,使折射光线依旧垂直通过两棱镜的交界面,这时光线射到Q下表面时入射角等于r1,根据光路可逆原理知,从Q下表面出射时,折射角等于i1,所以从Q下表面出射的光线与下表面的夹角一定等于θ.故D正确.
故选:AD

点评 本题的关键要掌握全反射的条件和折射定律,通过作出光路图,由几何知识分析入射角和折射角的关系是常用的方法,要灵活运用.

练习册系列答案
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2.某兴趣小组欲通过测定工业污水(含多种重金属离子)的电阻率来判断某工厂废水是否达到排放标准(达标的污水离子浓度低,电阻率大,一般电阻率ρ≥200Ω•m的工业废水即达到排放标准).如图甲所示为该同学所用盛水容器,其左、右两侧面为金属薄板(电阻极小),其余四面由绝缘材料制成,左右两侧带有接线柱.容器内表面长a=40cm,宽b=20cm,高c=10cm.将水样注满容器后,进行以下操作:

(1)分别用多用电表欧姆挡的“×1k”、“×100”两档粗测水样的电阻值时,表盘上指针如图乙所示,则所测水样的电阻约为1.8×103Ω.(保留二位有效数字)

(2)为更精确地测量所取水样的电阻,该小组从实验室中找到如下实验器材:
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请图丙中完成电路连接.
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