如圖所示，ABC是三棱鏡的一個(gè)截面，其折射率為n=1.5．現(xiàn)有一細(xì)束平行于截面的光線沿MN方向射到棱鏡的AB面上的N點(diǎn)，AN=NB=2cm，入射角的大小為i，且sini=0.75．已知真空中的光速c=3.0×108m/s，求：
①光在棱鏡中傳播的速率；
②此束光進(jìn)入棱鏡后從棱鏡射出的方向和位置．（不考慮AB面的反射．
分析：光在棱鏡中傳播的速率應(yīng)根據(jù)公式v=
c
n
求解．
已知折射率n和入射角的正弦sini，根據(jù)折射定律n=
sini
sinr
求出折射角．由公式sinC=
1
n
求得臨界角C．由幾何知識求出光線射到BC面的入射角，根據(jù)入射角與臨界角的大小關(guān)系，判斷光線在BC面上能否發(fā)生全反射，再進(jìn)一步確定此束光線射出棱鏡后的方向．
解答：解：①光在棱鏡中傳播的速率為 v=
c
n
=2×108m/s
②由題光在AB面上入射角的正弦sini=sinθ1=0.75，由折射定律得
   n=
sini
sinr

得：sinr=
sini
n
=0.5，得r=30°
由幾何關(guān)系得，光線在BC面上的入射角θ=45°
設(shè)臨界角為C，則由sinC=
1
n
得
   sinC=
2
3
＜
2
2

可知C＜45°
則光線在BC面的入射角θ＞C
故光線在BC面上發(fā)生全反射后，根據(jù)幾何知識和反射定律得知，光線垂直AC面射出棱鏡．
答：①光在棱鏡中傳播的速率是2×108m/s，
②此束光線射出棱鏡后的方向垂直AC面．
點(diǎn)評：本題是折射定律、光速公式和全反射知識的綜合應(yīng)用．當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)要考慮能否發(fā)生全反射．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，ABC為光滑軌道，其中AB段水平放置，BC段是半徑為R的圓弧，AB與BC相切于B點(diǎn)．A處有一豎直墻面，一輕彈簧的一端固定于墻上，另一端與一質(zhì)量為M的物塊相連接，當(dāng)彈簧牌原長狀態(tài)時(shí)，物塊恰能與固定在墻上的L形擋板相接觸于B處但無擠壓．現(xiàn)使一質(zhì)量為m的小球從圓孤軌道上距水平軌道高h(yuǎn)處的D點(diǎn)由靜止開始下滑，小球與物塊相碰后立即共速但不粘連，物塊與L形擋板相碰后速度立即減為零也不粘連．（整個(gè)過程中，彈簧沒有超過彈性限度，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g）
（1）試求彈簧獲得的最大彈性勢能．
（2）求小球與物塊第一次碰后沿BC上升的最大高h(yuǎn)′．
（3）若R＞＞h，每次從小球接觸物塊至物塊撞擊L形擋板歷時(shí)均為△t，則小球由D點(diǎn)出發(fā)經(jīng)多少時(shí)間第三次通過B點(diǎn)？

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，ABC三個(gè)木塊的質(zhì)量均為m，置于光滑的水平面上，BC之間有一輕質(zhì)彈簧，彈簧的兩端與木塊接觸但不連接，現(xiàn)將彈簧壓縮一些后，用細(xì)線把BC系住，使之處于靜止?fàn)顟B(tài)．讓A以初速度v0沿BC的連線方向朝B運(yùn)動，與B相碰并粘合在一起，之后立即斷開細(xì)線，已知彈簧恢復(fù)原長時(shí)C的速度為v0，求彈簧釋放的彈性勢能是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，ABC為光滑軌道，其中AB段水平，BC段是半徑為R的圓弧，AB與BC相切于B點(diǎn)，A處有一豎直墻面，一輕彈簧的一端固定于墻上，另一端與一質(zhì)量為M的物塊相連接，當(dāng)彈簧處于原長狀態(tài)時(shí)，物塊恰能與固定在墻上的L形擋板相接觸于B處，但不擠壓．現(xiàn)使一質(zhì)量為m的小球從圓弧軌道上距水平軌道高h處的D點(diǎn)由靜止下滑，小球與物塊相碰后立即有相同速度但不粘連，此后物塊與L形擋板相碰后速度立即減為0也不粘連．（整個(gè)過程，彈簧沒有超過彈性限度，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g

⑴試求彈簧獲得的最大彈性勢能；

⑵求小球與物塊第一次碰后沿BC上升的最大高度；

⑶若R>>h，每次從小球接觸物塊至物塊撞擊L形擋板歷時(shí)均為Δt，求小球由D點(diǎn)出發(fā)經(jīng)多長時(shí)間第三次通過B點(diǎn)．

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科目：高中物理 來源： 題型：

 （選修模塊3－4）（12分）

   （1）介質(zhì)對某單色光的臨界角為θ，則下列說法正確的是_____________

A．該介質(zhì)對單色光的折射率等于

B．此單色光在該介質(zhì)中的傳播速度等于csinθ，式中c表示真空中的光速

C．此單色光在該介質(zhì)中的波長是真空中波長的倍

D．此單色光在該介質(zhì)中的頻率是真空中頻率的倍

   （2）一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在t=0時(shí)刻的波形如圖所示，已知在t=1.1s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P出現(xiàn)第三次波峰，那么質(zhì)點(diǎn)Q第一次出現(xiàn)波峰的時(shí)間是_____________s。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  （3）如圖所示，ABC為直角三棱鏡，BC邊長為16 cm，AB邊長為32 cm，有一束很強(qiáng)的細(xì)光束OP射到BC邊上，入射點(diǎn)P為BC的中點(diǎn)，OP與BC的夾角為30°，該光束從P點(diǎn)進(jìn)入棱鏡后再經(jīng)AC面反射沿與AC平行的MN方向射出，其中M為AC邊上的一點(diǎn)，AM=8cm。準(zhǔn)確作出棱鏡內(nèi)部的光路圖（不必寫出作圖過程），注明并求出棱鏡的折射率是多少？

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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科目：高中物理 來源：（新課標(biāo)）2009-2010學(xué)年度高三上學(xué)期物理單元測試11 題型：計(jì)算題

 （選修模塊3－4）（12分）

   （1）介質(zhì)對某單色光的臨界角為θ，則下列說法正確的是_____________

A．該介質(zhì)對單色光的折射率等于

B．此單色光在該介質(zhì)中的傳播速度等于csinθ，式中c表示真空中的光速

C．此單色光在該介質(zhì)中的波長是真空中波長的倍

D．此單色光在該介質(zhì)中的頻率是真空中頻率的倍

   （2）一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在t=0時(shí)刻的波形如圖所示，已知在t=1.1s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P出現(xiàn)第三次波峰，那么質(zhì)點(diǎn)Q第一次出現(xiàn)波峰的時(shí)間是_____________s。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   （3）如圖所示，ABC為直角三棱鏡，BC邊長為16 cm，AB邊長為32 cm，有一束很強(qiáng)的細(xì)光束OP射到BC邊上，入射點(diǎn)P為BC的中點(diǎn)，OP與BC的夾角為30°，該光束從P點(diǎn)進(jìn)入棱鏡后再經(jīng)AC面反射沿與AC平行的MN方向射出，其中M為AC邊上的一點(diǎn)，AM=8cm。準(zhǔn)確作出棱鏡內(nèi)部的光路圖（不必寫出作圖過程），注明并求出棱鏡的折射率是多少？

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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