5.如圖所示,一棱鏡的截面為直角三角形ABC,∠A=30°,斜邊AB=16cm.棱鏡材料的折射率為n=$\sqrt{2}$.在此截面所在的平面內,一條光線NM從AC邊的中點M射入棱鏡,∠NMA=45°.請做出光路圖,并確定光線第一次射出棱鏡的具體位置(不考慮光線沿原來路返回的情況).

分析 先根據(jù)折射定律求出光線在AC面的折射角.根據(jù)幾何知識確定光線在AB面上入射角.求出臨界角,判斷光線在AB面上能否發(fā)生全反射,畫出光路圖,求出光線從棱鏡射出的點的位置離B點的距離.

解答:光線在AC面上發(fā)生折射,由折射定律得$\frac{sini}{sinr}$=n得 sinr=$\frac{sin45°}{\sqrt{2}}$=0.5
可得折射角 r=30°
設折射光線與AB的交點為D.由幾何關系可知,在D點的入射角 θ=60°
設全發(fā)射的臨界角為 C,則sinC=$\frac{1}{n}$
得 C=45°
因此,光在D點全反射.作出光路圖如圖所示.        
設此光線的出射點為E,由幾何關系可得∠DEB=90°,BD=AB-2AF
AM=$\frac{1}{2}$AC=$\frac{1}{2}$ABcos30°
AF=AMcos30°
BE=BDsin30°
聯(lián)立解得 BE=2cm,即出射點在BC邊上離B點2cm的位置.
答:光路圖如圖.光線第一次射出棱鏡的具體位置在BC邊上離B點2cm的位置.

點評 本題是折射定律、全反射條件和幾何知識的綜合應用,作出光路圖,判斷能否發(fā)生全反射是關鍵.

練習冊系列答案
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15.全國政協(xié)委員、北斗導航系統(tǒng)副總設計師楊元喜表示,我國今年將發(fā)射6至8顆北斗三號衛(wèi)星,其中數(shù)次發(fā)射為一箭雙雕,按計劃,到2020年,將有35顆北斗導航衛(wèi)星在軌運行,形成全球覆蓋能力,若某三號衛(wèi)星在離地心距離為r處做勻速圓周運動,地球的半徑為R,地球表面的重力加速度為g,根據(jù)題中給出的條件,下列說法正確的是( 。
A.該三號衛(wèi)星繞地球運行的速度大小為$\sqrt{\frac{g{r}^{2}}{R}}$
B.該三號衛(wèi)星繞地球運行的速度大小為$\sqrt{\frac{g{R}^{2}}{r}}$
C.若該三號衛(wèi)星受到空氣阻力后降到更低軌道上做勻速圓周運動,則其運動的速率將增大
D.若該三號衛(wèi)星受到空氣阻力后降到更低軌道上做勻速圓周運動,則其運動的周期將增大

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16.帶正電的粒子只在電場力作用下沿x軸正向運動,其電勢能EP隨位移x變化的關系如圖所示,其中0〜x2段是關于直線x=x1對稱的曲線,x2~x3段是直線,則下列說法正確的是( 。
A.x1處電場強度最小,但不為零
B.x2~x3段電場強度大小恒定,方向沿x軸正方向
C.粒子在0〜x2段做勻變速運動,x2~x3段做勻速直線運動
D.在0、x1、x2、x3處電勢φ1、φ2、φ3的關系為φ3>φ20>φ1

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.關于地球同步衛(wèi)星的下述說法中,正確的是( 。
A.同步衛(wèi)星要和地球自轉同步,它離地面的高度和環(huán)行速率都是確定的
B.同步衛(wèi)星的角速度和地球自轉角速度相同.但同步衛(wèi)星的高度和環(huán)行速率可以選擇
C.我國發(fā)射的同步衛(wèi)星可以定點在北京上空
D.同步衛(wèi)星的軌道可以不在地球赤道平面內

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

20.在海濱游樂場有一種滑沙的娛樂活動.如圖所示,人坐在滑板上從斜坡的高處A點由靜止開始下滑,滑到斜坡底部B點后沿水平滑道再滑行一段距離到C點停下來,斜坡滑道與水平滑道間是平滑連接的,滑板與兩滑道間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5,不計空氣阻力,重力加速度g=10m/s2
(1)若斜坡傾角θ=37°,人和滑板的總質量為m=60kg,求人在斜坡上下滑時的加速度大。╯in 37°=0.6,cos 37°=0.8)
(2)若斜坡高H=30m,傾角θ=37°,人和滑板的總質量為m=60kg,斜坡,則人和滑板在BC面上的滑行的位移有多大?
(3)若由于受到場地的限制,A點到C點的水平距離為s=50m,為確保人身安全,斜坡滑的高度不應超過多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

4.如圖1所示,在一磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中,垂直于磁場方向水平放置著兩根相距為h=0.1m的平行金屬導軌MN與PQ,導軌的電阻忽略不計.在兩根導軌的端點N、Q之間連接一阻值R=0.3Ω的電阻,導軌上跨放著一根長為L=0.2m,每米長電阻r=2.0Ω/m、質量m=10g的金屬棒ab,金屬棒與導軌正交,交點為c、d,二者之間的動摩擦因數(shù)μ=0.3,當金屬棒以速度v=4.0m/s向左做勻速運動時,試求:

(1)使金屬棒做勻速運動的外力;
(2)假設金屬棒靜止于導軌上,并沒有外力作用在金屬棒,從t=0時刻磁感應強度改為如圖2所示隨時間變化的磁場,$\overline{cN}$=20cm,金屬棒經(jīng)過多少時間剛好能夠發(fā)生移動?此時金屬棒c、d兩端點間的電勢差Uab和a、b兩端點間的電勢差Uab各是多少?

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11.如圖18所示,兩平行金屬導軌位于同一水平面上相距L=1m,左端與一電阻R=0.1Ω相連;整個系統(tǒng)置于勻強磁場中,磁感應強度大小為B=0.1T,方向豎直向下.一質量為m=0.2kg,的導體棒置于導軌上,現(xiàn)施加一水平向右的恒力F=1N,使導體棒由靜止開始向右滑動,滑動過程中始終保持與導軌垂直并接觸良好.已知導體棒與導軌的動摩擦因數(shù)μ=0.25,重力加速度大小為g,導體棒和導軌電阻均可忽略.求
(1)當導體棒的速度v=1m/s時,電阻R消耗的功率;
(2)導體棒最大速度的大;
(3)若導體棒從靜止到達最大速度的過程中,通過電阻R的電荷量為q=10C,則此過程中回路產生的焦耳熱為多少.

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8.關于線圈在勻強磁場中轉動產生的交流電,以下說法中正確的是(  )
A.線圈每轉動一周,感應電流方向就改變一次
B.線圈平面每經(jīng)過中性面一次,感應電流方向就改變一次,感應電動勢方向不變
C.線圈在中性面位置時,磁通量最大,磁通量的變化率為零
D.線圈在與中性面垂直的位置時,磁通量為零,感應電動勢最大

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

9.圖中滑塊質量為m,小球的質量為2m,滑塊可在水平放置的光滑固定導軌上自由滑動,小球與滑塊上的懸點O由一不可伸長的輕繩相連,輕繩長為1.開始時,輕繩處于水平拉直狀態(tài),小球與滑塊均靜止.現(xiàn)將小球由靜止釋放,當小球到達最低點時,滑塊剛好被一表面涂有粘性物質的固定在導軌上的擋板粘。跇O短的時間內速度減為零.求:
(1)小球繼續(xù)向左擺動的最大高度h;
(2)小球由靜止釋放時,滑塊和擋板之間的距離x;
(3)從滑塊與擋板接觸到速度剛好減為零的過程中,擋板阻力對滑塊的沖量I.

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