一棱镜的截面为直角三角形ABC.∠A＝30°.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45°的入射角从AC边的中点M射入棱镜．画出光路图.并求光线从棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原路返回的情况)．题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A＝30°，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45°的入射角从AC边的中点M射入棱镜．画出光路图，并求光线从棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原路返回的情况)．

出射点在BC边上离B点的位置

解析试题分析：设入射角为i，折射角为r，由折射定律得
                            ①
由已知条件及①式得
                            ②
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
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
设全发射的临界角为，则
          ⑤
由⑤和已知条件得

       ⑥
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
          ⑧
联立③⑦⑧式得
        ⑨
即出射点在BC边上离B点的位置。
考点：光的折射定律；全反射．
点评：本题中入射光线的位置未知，要分析两种情况进行研究，不能漏解．要将折射定律与几何知识结合起来分析光路．

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A．当分子间的距离增大时，分子间的引力变大而斥力变小
B．布朗运动反映了悬浮在液体中固体颗粒分子的无规则运动
C．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞而产生的
D．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并最终达到绝对零度
（2）一定质量的某种理想气体分别经历图1所示的三种变化过程，其中表示等压变化的是

（选填图1中A、B或C），该过程中气体的内能

增加

（选填“增加”、“减少”或“不变”）．
（3）在一个大气压下，1g水在沸腾时吸收了2260J的热量后变成同温度的水蒸汽，对外做了170J的功，阿伏伽德罗常数N_A=6.0×10²³mol^-1，水的摩尔质量M=18g/mol．则
①水的分子总势能变化了

2090

J；
②1g水所含的分子数为

3.3×10²²

（结果保留两位有效数字）．w w w．ks5u．c om
B．（选修模块3-4）
（1）关于声波和光波，以下叙述正确的是

A．声波和光波均为横波
B．声波和光波都能发生干涉、衍射现象
C．波速、波长和频率的关系式v=λf，既适用于声波也适用于光波
D．同一列声波在不同介质中传播速度不同，光波在不同介质中传播速度相同
（2）一根长绳左端位于平面直角坐标系的O点，t=0时某同学使绳子的左端开始做简谐运动，t=1s时形成如图2所示波形．则该波的周期T=

s，传播速度v=

m/s．
（3）如图3所示为直角三棱镜的截面图，一条光线平行于 BC边入射，经棱镜折射后从AC边射出．已知∠A=θ=60°，该棱镜材料的折射率为

；光在棱镜中的传播速度为

（已知光在真空中的传播速度为c）．
C．（选修模块3-5）
（1）在下列核反应方程中，x代表质子的方程是

A．₁₃²⁷Al+₂⁴He→₁₅³⁰P+x
B．₇¹⁴N+₂⁴He→₈¹⁷O+x
C．₁²H+γ→₀¹n+x
D．₁³H+x→₂⁴He+₀¹n
（2）当具有5.0eV能量的光子照射到某金属表面后，从金属表面逸出的光电子的最大初动能是1.5eV．为了使该金属产生光电效应，入射光子的最低能量为

A．1.5eV B．3.5eV 8一台激光器发光功率为P₀，发出的激光在真空中波长为λ，真空中的光速为c，普朗克常量为h，则每一个光子的动量为

；该激光器在t秒内辐射的光子数为

P0λt

．

（2011?攀枝花三模）用如图所示的装置可以测定棱镜的折射率，其中ABC表示待测直角棱镜的横截面，棱镜的两个锐角α和β都是已知的，紧贴直角边AC的是一块平面镜，将一束光线SO入射到棱镜的AB面上，适当调整SO的入射方向，使从AB面出射的光线与入射光线SO恰好重合，在这种情况下，仅需要测出SO与AB间的夹角γ就可以算出该棱镜的折射率，则计算折射率的表达式为（　　）

如图所示，△ABC为一直角三棱镜的截面，其顶角θ=30°，P为垂直于直线BCD的光屏．一束宽度等于AB的单色平行光束垂直射向AB面，经三棱镜折射后在屏P上形成一条光带．
①以图中编号为a、b、c的三条光线为代表画出光束经棱镜折射的光路示意图；
②若从AC面出射的光线与原来入射光线的夹角为30°，求棱镜的折射率．

（选做题）（请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡相应的答题区域内作答，如都作答则按A、B两小题评分）
A．（选修模块3-3）
封闭在气缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D，其体积V与热力学温度关T系如图所示，该气体的摩尔质量为M，状态A的体积为V₀，温度为T₀，O、A、D三点在同一直线上，阿伏伽德罗常数为N_A．
（1）由状态A变到状态D过程中

A．气体从外界吸收热量，内能增加
B．气体体积增大，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少
C．气体温度升高，每个气体分子的动能都会增大
D．气体的密度不变
（2）在上述过程中，气体对外做功为5J，内能增加9J，则气体

（选“吸收”或“放出”）热量

J．
（3）在状态D，该气体的密度为ρ，体积为2V₀，则状态D的温度为多少？该气体的分子数为多少？
B．（选修模块3-4）
（1）下列说法中正确的是

A．X射线穿透物质的本领比γ射线更强
B．在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调谐
C．根据宇宙大爆炸学说，遥远星球发出的红光被地球接收到时可能是红外线

D．爱因斯坦狭义相对论指出：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
（2）如图所示，直角三角形ABC为一棱镜的横截面，∠A=30°，棱镜材料的折射率n=

．在此截面所在的平面内，空气中的一条光线平行于底边AB从AC边上的M点射入棱镜，经折射射到AB边．光线从AC边进入棱镜时的折射角为

，试判断光线能否从AB边射出，

（填“能”或“不能”）．
（3）一列简谐横波由P点向Q点沿直线传播，P、Q两点相距1m．甲、乙分别为P、Q两质点的振动图象，如图所示，如果波长λ＞1m，则波的传播速度为多少？

C．（选修模块3-5）
（1）一个质子以1.0×10⁷m/s的速度撞入一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变为硅原子核，已知铝核的质量是质子的27倍，硅核的质量是质子的28倍，则下列判断中正确的是

．
A．核反应方程为₁₃²⁷Al+₁¹H→₁₄²⁸Si
B．核反应方程为₁₃²⁷Al+₀¹n→₁₄²⁸Si
C．硅原子核速度的数量级为10⁷m/s，方向跟质子的初速度方向一致
D．硅原子核速度的数量级为10⁵m/s，方向跟质子的初速度方向一致
（2）目前，日本的“核危机”引起了全世界的瞩目，核辐射放出的三种射线超过了一定的剂量会对人体产生伤害．三种射线穿透物质的本领由弱到强的排列是

A．α射线，β射线，γ射线
B．β射线，α射线，γ射线
C．γ射线，α射线，β射线
D．γ射线，β射线，α射线
（3）太阳能量来源于太阳内部氢核的聚变，设每次聚变反应可以看作是4个氢核（₁¹H）结合成1个氦核（₂⁴He），同时释放出正电子（₁⁰e）．已知氢核的质量为m_P，氦核的质量为m_α，正电子的质量为m_e，真空中光速为c．计算每次核反应中的质量亏损及氦核的比结合能．

选考题

1.［物理——选修2-2］ (1)常见的传动方式有__________、__________、__________和齿轮传动等。齿轮传动的传动比是主动轮与__________的转速之比，传动比等于__________与__________的齿数之比。

(2)液压千斤顶是利用密闭容器内的液体能够把液体所受到的压强向各个方向传递的原理制成的。图为一小型千斤顶的结构示意图。大活塞A的直径D₁=20 cm，小活塞B的直径D₂=5 cm，手柄的长度OC=50 cm，小活塞与手柄的连接点到转轴O的距离DO=10 cm。现用此千斤顶使质量m=4×10³ kg的重物升高了h=10 cm。g取10 m/s²，求

(i)若此千斤顶的效率为80%，在这一过程中人做的功为多少？

(ii)若此千斤顶的效率为100%，当重物上升时，人对手柄的作用力F至少要多大？

2.［物理——选修3-3］

(1)带有活塞的气缸内封闭一定量的理想气体。气体开始处于状态a，然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到达状态c，b、c状态温度相同，如V-T图所示。设气体在状态b和状态c的压强分别为p_b和p_c，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Q_ab和Q_ac，则___________(填入选项前的字母，有填错的不得分)

A.p_b＞p_c，Q_ab＞Q_ac B.p_b＞p_c，Q_ab＜Q_ac

C.p_b＜p_c，Q_ab＞Q_ac D.p_b＜p_c，Q_ab＜Q_ac

(2)图中系统由左右两个侧壁绝热、底部导热、截面均为S的容器组成。左容器足够高，上端敞开，右容器上端由导热材料封闭。两容器的下端由可忽略容积的细管连通。

容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气，B上方封有氢气。大气的压强为p₀，温度为T₀=273 K，两活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0.1p₀。系统平衡时，各气柱的高度如图所示。现将系统底部浸入恒温热水槽中，再次平衡时A上升了一定高度。用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定，第三次达到平衡后，氢气柱高度为0.8h。氮气和氢气均可视为理想气体。求

(i)第二次平衡时氮气的体积；

(ii)水的温度。

3.［物理——选修3-4］

(1)某振动系统的固有频率为f₀，在周期性驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率为f。若驱动力的振幅保持不变，下列说法正确的是______(填入选项前的字母，有填错的不得分)

A.当f＜f₀时，该振动系统的振幅随f增大而减小

B.当f＞f₀时，该振动系统的振幅随f减小而增大

C.该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f₀

D.该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f

(2)一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A=30°，斜边AB=a。棱镜材料的折射率为。在此截面所在的平面内，一条光线以45°的入射角从AC边的中点M射入棱镜。画出光路图，并求光线从棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原路返回的情况)。

4.［物理——选修3-5］

(1)关于光电效应，下列说法正确的是________(填入选项前的字母，有填错的不得分)

A.极限频率越大的金属材料逸出功越大

B.只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应

C.从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小

D.入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多

(2)两个质量分别为M₁和M₂的劈A和B，高度相同，放在光滑水平面上。A和B的倾斜面都是光滑曲面，曲面下端与水平面相切，如图所示。一质量为m的物块位于劈A的倾斜面上，距水平面的高度为h。物块从静止开始滑下，然后又滑上劈B。求物块在B上能够达到的最大高度。

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