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如圖所示,半圓玻璃磚的半徑R=9cm,折射率為n=
3
,直徑AB與屏幕垂直并接觸于A點.激光a以入射角i=30°射向半圓玻璃磚的圓心O,結果在水平屏幕MN上出現(xiàn)兩個光斑.(已知sinC=
1
n
,C為光線從玻璃進入空氣發(fā)生全反射的臨界角)
(1)作出光路圖(不考慮光沿原路返回);
(2)求兩個光斑之間的距離;
(3)改變入射角,使屏MN上只剩一個光斑,求此光斑離A點的最長距離.
分析:由題分析可知,在水平屏幕MN上出現(xiàn)兩個光斑是由于激光a在O點同時發(fā)生折射和反射形成的,根據(jù)折射定律求出折射角,作出光路圖,由幾何知識分別求出左側光斑和右側到A點的距離,再求解兩個光斑之間的距離L.
解答:解析:(1)光路圖如圖所示.
(2)設折射角為r,根據(jù)折射定律和光路的可逆性可得:
n=
sinr
sini
=
sinr
sin30°

解得:r=60°,
由幾何知識得△OPQ為直角三角形,
所以兩個光斑PQ之間的距離為:
PQ=PA+AQ=Rtan30°+Rtan60°=12
3
cm.
(3)入射角增大的過程中,當發(fā)生全反射時屏MN上只剩一個光斑,此光斑離A最遠時,恰好發(fā)生全反射,入射角等于臨界角:
i=C,則有:sinC=
1
n

代入數(shù)據(jù)解得:
Q′A=
R
tanC
=9
2
cm.
答:(1)光路圖如右圖所示.
(2)兩個光斑之間的距離為12
3
cm.
(3)改變入射角,使屏MN上只剩一個光斑,則此光斑離A點的最長距離為9
2
cm.
點評:關于幾何光學的問題,關鍵是能正確的作出光路圖.此題根據(jù)題意在水平屏幕MN上出現(xiàn)兩個光斑是由于激光a在O點同時發(fā)生折射和反射形成的,作出光路圖.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

選做題(請從A、B和C三小題中選定兩小題作答,并在答題卡上把所選題目對應字母前的方框涂滿涂黑.如都作答,則按A、B兩小題評分.)
A.(選修模塊3-3)
(1)下列說法正確的是
 

A.只要外界對氣體做功,氣體內能一定增大
B.物體由氣態(tài)變成液態(tài)的過程,分子勢能減小
C.當分子間距離增大時,分子間引力增大,而分子間斥力減小
D.液體表面層的分子比液體內部的分子有更大的分子勢能
(2)如圖所示精英家教網(wǎng),彈簧一端固定于水平面上,另一端與質量為m的活塞拴接在一起,開口向下、質量為M的氣缸與活塞一起封閉了一定質量的氣體.氣缸和活塞均可與外界進行熱交換.若外界環(huán)境的溫度緩慢降低,則封閉氣體的體積將
 
(填“增大”、“減小”或“不變”),同時將
 
(填“吸熱”、“放熱”或“既不吸熱,也不放熱”).
(3)某種油的密度為ρ,摩爾質量為M.取體積為V的油慢慢滴出,可滴n滴.將其中一滴滴在廣闊水面上,形成面積為S的單分子油膜.試估算:①阿伏加德羅常數(shù);②其中一滴油滴含有的分子數(shù).
B.(選修模塊3-4)
(1)以下說法中正確的是
 

A.隱形戰(zhàn)機表面涂料利用了干涉原理,對某些波段的電磁波,涂料膜前后表面反射波相互抵消
B.全息照片往往用激光來拍攝,主要是利用了激光的相干性
C.根據(jù)宇宙大爆炸學說,遙遠星球發(fā)出的紅光被地球接收到時可能是紅外線
D.海市蜃樓是光的色散現(xiàn)象引起的
(2)有兩個同學利用假期分別去參觀北大和南大的物理實驗室,各自在那里利用先進的DIS系統(tǒng)較準確地探究了“單擺的周期T與擺長L的關系”,他們通過校園網(wǎng)交換實驗數(shù)據(jù),并由計算機繪制了T2~L圖象,如圖甲所示.去北大的同學所測實驗結果對應的圖線是
 
(選填“A”或“B”).另外,在南大做探究的同學還利用計算機繪制了其在實驗室
得到的兩個單擺的振動圖象(如圖乙),由圖可知,兩單擺擺長之比
La
Lb
=
 

精英家教網(wǎng)
(3)如圖所示,半圓玻璃磚的半徑R=10cm,折射率為n=
3
,直徑AB與屏幕垂直并接觸于A點.激光a以入射角i=30°射向半圓玻璃磚的圓心O,結果在水平屏幕MN上出現(xiàn)兩個光斑.求兩個光斑之間的距離L.
精英家教網(wǎng)
C.(選修模塊3-5)
(1)下列說法正確的有
 

A.盧瑟福的α粒子散射實驗可以估測原子核的大小
B.氫原子輻射出一個光子后,氫原子的電勢能增大,核外電子的運動加速度增大
C.物質波是一種概率波,在微觀物理學中不可以用“軌跡”來描述粒子的運動
D.β衰變說明了β粒子(電子)是原子核的組成部分
(2)如圖為氫原子的能級圖,大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時,發(fā)出多個能量不同的光子,其中頻率最大的光子能量為
 
eV,若用此光照射逸出功為2.75V的光電管上,則加在該光電管上的反向遏止電壓為
 
V
精英家教網(wǎng)
(3)查德威克通過α粒子轟擊鈹核的實驗發(fā)現(xiàn)了中子.
完成下列核反應方程:24He+49Be
 

通過在云室中讓中子與靜止的已知質量的核發(fā)生正碰的實驗可以測定中子的質量,若已知被碰核氮核的質量為M,中子的入射速度大小為v,反彈速度大小為
13v
15
,氮核在碰撞中獲得的速度大小為
2v
15
,則中子的質量多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

(1)如圖甲所示,是一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖,P是離原點x1=2m的一個介質質點,Q是離原點x2=4m的一個介質質點,此時離原點x3=6m的介質質點剛剛要開始振動.圖乙是該簡諧波傳播方向上的某一質點的振動圖象(計時起點相同).由此可知
ACE
ACE

A.這列波的波長為λ=4m
B.這列波的周期為T=3s
C.這列波的傳播速度為v=2m/s
D.這列波的波源起振方向為向上
E.乙圖可能是圖甲中質點Q的振動圖象
(2)如圖所示,半圓玻璃磚的半徑R=10cm,折射率為n=
3
,直徑AB與屏幕垂直接觸于A點,激光a以入射角i=30°射向半圓玻璃磚的圓心O,結果在水平屏幕MN上出現(xiàn)兩個光斑.求:兩個光斑之間的距離L.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,半圓玻璃磚的半徑R=10cm,折射率n=
3
,直徑AB與屏幕MN垂直并接觸于A點激光a以入射角i=60°射向玻璃磚圓心O,結果在屏幕MN上出現(xiàn)兩光斑,求兩光斑之間的距離L.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,半圓玻璃磚的半徑R=10cm,折射率為n=
3
,直徑AB與屏幕MN垂直并接觸于A點,一在真空中波長為λ0的激光a,以入射角i=30°射向半圓玻璃磚的圓心O,結果在水平屏幕MN上出現(xiàn)兩個光斑.(已知光在真空中速度為c)求:
(1)激光a在玻璃磚中的頻率、波長;
(2)屏幕MN上兩個光斑之間距離L;
(3)保持玻璃磚不動,增大入射角i,MN上會只剩下一個光斑.求剛好只剩下一個光斑時,該光斑距A點的距離.

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同步練習冊答案
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