题目内容

有某三棱镜的横截面是一直角三角形，如图6-20所示，∠A=90°,∠B=30°,∠C=60°，棱镜材料的折射率为n，底面BC涂黑，入射光沿平行于底面BC面，经AB面和AC面折射后出射.

图6-20

（1）求出射光线与入射光线延长线间的夹角δ.

（2）为使上述入射光线能从AC面出射，折射率n的最大值为多少？

解析：（1）入射角i=60°，由折射定律可得光线在AB面的折射角α，有：

sini=nsinα

sinα=sin60°=

在AC面的入射角β，有α+β=90°

sinβ=cosα=

在AC面的折射角r，由折射定律：

nsinβ=sinr

sinr=n=

δ=r-30°=arcsin-30°.

（2）要使光从AC面出射，应有sinr≤1，即≤1,n≤.

答案：（1）δ=arcsin-30°  （2）

练习册系列答案
相关题目
（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）
如图所示，某种自动洗衣机进水时，洗衣机缸内水位升高，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量．
（1）当洗衣缸内水位缓慢升高时，设细管内空气温度不变，
则被封闭的空气
AD
AD

A．分子间的引力和斥力都增大
B．分子的热运动加剧
C．分子的平均动能增大
D．体积变小，压强变大
（2）若密闭的空气可视为理想气体，在上述（1）中空气体积变化的过程中，外界对空气做了
0.6J的功，则空气
放出
放出
（选填“吸收”或“放出”）了
0.6
0.6
J的热量；当洗完衣服缸内
水位迅速降低时，则空气的内能
减小
减小
（选填“增加”或“减小”）．
（3）若密闭的空气体积V=1L，密度ρ=1.29kg/m3，平均摩尔质量M=0.029kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1，试估算该气体分子的总个数（结果保留一位有效数字）．
B．（选修模块3-4）
（1）下列说法正确的是
BC
BC

A．光的偏振现象说明光是纵波
B．全息照相利用了激光相干性好的特性
C．光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理
D．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变大
（2）如图1所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，波的传播速度v=2m/s，试回答下列问题：
①x=4m处质点的振动函数表达式y=
-5sinπt
-5sinπt
cm；
②x=5m处质点在0～4.5s内通过的路程s=
45
45
cm．
（3）如图2所示，直角三角形ABC为一三棱镜的横截面，
∠A=30°．一束单色光从空气射向BC上的E点，并
偏折到AB上的F点，光线EF平行于底边AC．已
知入射方向与BC的夹角为θ=30°．试通过计算判断光在F点能否发生全反射．
C．（选修模块3-5）
（1）如图所示，小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法中正确的是
C
C

A．男孩和木箱组成的系统动量守恒
B．小车与木箱组成的系统动量守恒
C．男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒
D．木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同
（2）若氢原子的基态能量为E（E＜0 ），各个定态的能量值为En=E/n2（n=1，2，3…），则为使一处于基态的氢原子核外电子脱离原子核的束缚，所需的最小能量为
-E
-E
；若有一群处于n=2能级的氢原子，发生跃迁时释放的光子照射某金属能产生光电效应现象，则该金属的逸出功至多为
-
3
4
E
-
3
4
E
（结果均用字母表示）．
（3）在某些恒星内，3个α粒子可以结合成一个612C核，已知612C核的质量为1.99502×10-26kg，α粒子的质量为6.64672×10-27kg，真空中的光速c=3×108m/s，计算这个反应中所释放的核能（结果保留一位有效数字）．
（选修3-4）
（1）有以下说法：其中正确的是
BEFG
BEFG

A、声波与无线电波都是机械振动在介质中的传播
B、对于同一障碍物，波长越大的光波，越容易绕过去
C、白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种干涉现象
D、用光导纤维传播信号是光的干涉的应用
E、用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉
F、某同学观察实验室内两个单摆甲和乙的振动，发现单摆甲每完成4次全振动，单摆乙就完成9次全振动，则单摆甲和乙的摆长l甲与l乙之比l甲与l乙为81：16
G、相对论认为：无论参照物的运动速度多大，光相对于它的速度都不变
（2）一列简谐横波如图所示，波长λ=8m．实线表示t1=0时刻的波形图，虚线表示t2=0.005s时刻第一次出现的波形图．求这列波的波速．
（3）如图所示，矩形ABCD为长方体水池横截面，宽度d=6m，高h=(2
3
+1)m，水池里装有高度为h′=2
3
m、折射率为n=
2
的某种液体，在水池底部水平放置宽度d'=5m的平面镜，水池左壁高b=
3
m处有一点光源S，在其正上方放有一长等于水池宽度的标尺AB，S上方有小挡板，使光源发出的光不能直接射到液面，不考虑光在水池面上的反射，求在此横截面上标尺上被照亮的长度和液面上能射出光线部分的长度．
（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）
如图所示，某种自动洗衣机进水时，洗衣机缸内水位升高，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量．
（1）当洗衣缸内水位缓慢升高时，设细管内空气温度不变，
则被封闭的空气______
A．分子间的引力和斥力都增大
B．分子的热运动加剧
C．分子的平均动能增大
D．体积变小，压强变大
（2）若密闭的空气可视为理想气体，在上述（1）中空气体积变化的过程中，外界对空气做了
0.6J的功，则空气______（选填“吸收”或“放出”）了______J的热量；当洗完衣服缸内
水位迅速降低时，则空气的内能______（选填“增加”或“减小”）．
（3）若密闭的空气体积V=1L，密度ρ=1.29kg/m3，平均摩尔质量M=0.029kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1，试估算该气体分子的总个数（结果保留一位有效数字）．
B．（选修模块3-4）
（1）下列说法正确的是______
A．光的偏振现象说明光是纵波
B．全息照相利用了激光相干性好的特性
C．光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理
D．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变大
（2）如图1所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，波的传播速度v=2m/s，试回答下列问题：
①x=4m处质点的振动函数表达式y=______cm；
②x=5m处质点在0～4.5s内通过的路程s=______cm．
（3）如图2所示，直角三角形ABC为一三棱镜的横截面，
∠A=30°．一束单色光从空气射向BC上的E点，并
偏折到AB上的F点，光线EF平行于底边AC．已
知入射方向与BC的夹角为θ=30°．试通过计算判断光在F点能否发生全反射．
C．（选修模块3-5）
（1）如图所示，小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法中正确的是______
A．男孩和木箱组成的系统动量守恒
B．小车与木箱组成的系统动量守恒
C．男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒
D．木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同
（2）若氢原子的基态能量为E（E＜0 ），各个定态的能量值为En=E/n2（n=1，2，3…），则为使一处于基态的氢原子核外电子脱离原子核的束缚，所需的最小能量为______；若有一群处于n=2能级的氢原子，发生跃迁时释放的光子照射某金属能产生光电效应现象，则该金属的逸出功至多为______（结果均用字母表示）．
（3）在某些恒星内，3个α粒子可以结合成一个612C核，已知612C核的质量为1.99502×10-26kg，α粒子的质量为6.64672×10-27kg，真空中的光速c=3×108m/s，计算这个反应中所释放的核能（结果保留一位有效数字）．
（选修3-4）
（1）有以下说法：其中正确的是______
A、声波与无线电波都是机械振动在介质中的传播
B、对于同一障碍物，波长越大的光波，越容易绕过去
C、白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种干涉现象
D、用光导纤维传播信号是光的干涉的应用
E、用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉
F、某同学观察实验室内两个单摆甲和乙的振动，发现单摆甲每完成4次全振动，单摆乙就完成9次全振动，则单摆甲和乙的摆长l甲与l乙之比l甲与l乙为81：16
G、相对论认为：无论参照物的运动速度多大，光相对于它的速度都不变
（2）一列简谐横波如图所示，波长λ=8m．实线表示t1=0时刻的波形图，虚线表示t2=0.005s时刻第一次出现的波形图．求这列波的波速．
（3）如图所示，矩形ABCD为长方体水池横截面，宽度d=6m，高m，水池里装有高度为m、折射率为的某种液体，在水池底部水平放置宽度d'=5m的平面镜，水池左壁高m处有一点光源S，在其正上方放有一长等于水池宽度的标尺AB，S上方有小挡板，使光源发出的光不能直接射到液面，不考虑光在水池面上的反射，求在此横截面上标尺上被照亮的长度和液面上能射出光线部分的长度．

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