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（選修模塊3-4）
如圖所示，等腰直角三角形ABC為一個三棱鏡的截面，折射率為n（n＞1.5），直角邊AB的長為a．一束很細的單色光從AB中點垂直入射，光在真空中的傳播速度為c，則該單色光通過三棱鏡的時間為多少？

【答案】分析：根據v=

求出光在棱鏡中的速度，判斷出光在AC面上是否發生全反射，結合幾何關系求出光在棱鏡中走過的路程，求出單色光通過三棱鏡的時間．
解答：解：設單色光的臨界角為C 則

，C＜45°．
單色光射入三棱鏡后，在AC界面上的入射角i=45°＞C，故發生全反射．反射角γ=45°，光垂直于BC邊射出，在三棱鏡中的路徑長度為a．
單色光在三棱鏡中的傳播速度

．
則光通過三棱鏡的時間

．
答：單色光通過三棱鏡的時間為

．
點評：解決本題的關鍵掌握全反射的條件，掌握光的折射定律，并能靈活運用．

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相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2012?南通二模）（選修模塊3-4）
如圖所示，等腰直角三角形ABC為一個三棱鏡的截面，折射率為n（n＞1.5），直角邊AB的長為a．一束很細的單色光從AB中點垂直入射，光在真空中的傳播速度為c，則該單色光通過三棱鏡的時間為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?鹽城一模）（選修模塊3-4）
（1）圖甲是一列簡諧波某時刻的波動圖象，圖乙為該波源的振動圖象．根據圖示信息可知該波的波速是

20m/s

（2）下列說法中正確的是

．
A．真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的
B．通過測量星球上某些元素發出光波的頻率，然后與地球上這些元素靜止時發光的頻率對照，就可以判斷出星球是靠近還是遠離我們
C．光導纖維有很多的用途，它由內芯和外套兩層組成，外套的折射率比內芯要大
D．在光的雙逢干涉實驗中，若僅將入射光由綠光改為紅光，則干涉條紋間距變窄
（3）如圖丙所示，己知平行玻璃磚的折射率n=

，厚度為d．入射光線AO以入射角i=60°射到玻璃磚的上表面，經玻璃磚折射從下表面射出，出射光線與入射光線平行，求兩平行光線間距離．（結果可用根式表示）

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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后的方框涂滿涂黑，如都作答則按A、B兩小題評分．）
A．（選修模塊3-3）
（1）下列說法中正確的是

ABD

A、被活塞封閉在氣缸中的一定質量的理想氣體，若體積不變，壓強增大，則氣缸在單位面積上，單位時間內受到的分子碰撞次數增加
B、晶體中原子（或分子、離子）都按照一定規則排列，具有空間上的周期性
C、分子間的距離r存在某一值r₀，當r大于r₀時，分子間斥力大于引力；當r小于r₀時分子間斥力小于引力
D、由于液體表面分子間距離大于液體內部分子間的距離，液面分子間表現為引力，所以液體表面具有收縮的趨勢
（2）如圖所示，一定質量的理想氣體發生如圖所示的狀態變化，狀態A與狀態B 的體積關系為V_A

小于

V_B（選填“大于”、“小于”或“等于”）；若從A狀態到C狀態的過程中氣體對外做了100J的功，則此過程中

吸熱

（選填“吸熱”或“放熱”）

（3）在“用油膜法測量分子直徑”的實驗中，將濃度為η的一滴油酸溶液，輕輕滴入水盆中，穩定后形成了一層單分子油膜．測得一滴油酸溶液的體積為V₀，形成的油膜面積為S，則油酸分子的直徑約為

6S3

πη2

6S3

πη2

；如果把油酸分子看成是球形的（球的體積公式為V=

πd3，d為球直徑），計算該滴油酸溶液所含油酸分子的個數約為多少．
B．（選修模塊3-4）（12分）
（1）下列說法中正確的是

A、光的偏振現象證明了光波是縱波
B、在發射無線電波時，需要進行調諧和解調
C、在白熾燈的照射下從兩塊捏緊的玻璃板表面看到彩色條紋，這是光的干涉現象
D、考慮相對論效應，一條沿自身長度方向運動的桿其長度總比桿靜止時的長度長
（2）一列橫波沿x軸正方向傳播，在t₀=0時刻的波形如圖所示，波剛好傳到x=3m處，此后x=1m處的質點比x=-1m處的質點

后

（選填“先”、“后”或“同時”）到達波峰位置；若該波的波速為10m/s，經過△t時間，在x軸上-3m～3m區間內的波形與t₀時刻的正好相同，則△t=

0.4nsn=1.2.3…

．

（3）如圖所示的裝置可以測量棱鏡的折射率，ABC表示待測直角棱鏡的橫截面，棱鏡的頂角為α，緊貼直角邊AC是一塊平面鏡，一光線SO射到棱鏡的AB面上，適當調整SO的方向，當SO與AB成β角時，從AB面射出的光線與SO重合，則棱鏡的折射率n為多少？

C．（選修模塊3-5）
（1）下列說法正確的是

．
A、黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關
B、普朗克提出了物質波的概念，認為一切物體都具有波粒二象性．
C、波爾理論的假設之一是原子能量的量子化
D、氫原子輻射出一個光子后能量減小，核外電子的運動加速度減小
（2）如圖所示是研究光電效應規律的電路．圖中標有A和K的為光電管，其中K為陰極，A為陽極．現接通電源，用光子能量為10.5eV的光照射陰極K，電流計中有示數，若將滑動變阻器的滑片P緩慢向右滑動，電流計的讀數逐漸減小，當滑至某一位置時電流計的讀數恰好為零，讀出此時電壓表的示數為6.0V；則光電管陰極材料的逸出功為

4.5

eV，現保持滑片P位置不變，增大入射光的強度，電流計的讀數

為零

．（選填“為零”、或“不為零”）

（3）快中子增殖反應堆中，使用的核燃料是钚239，裂變時釋放出快中子，周圍的鈾238吸收快中子后變成鈾239，鈾239（₉₂²³⁹U）很不穩定，經過

次β衰變后變成钚239（₉₄²³⁹Pu），寫出該過程的核反應方程式：

₉₂²³⁹U→₉₄²³⁹Pu+2_-1⁰e

．設靜止的鈾核₉₂²³⁹U發生一次β衰變生成的新核質量為M，β粒子質量為m，釋放出的β粒子的動能為E₀，假設衰變時能量全部以動能形式釋放出來，求一次衰變過程中的質量虧損．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

【選做題】本題包括A、B、C三小題,請選定其中兩題,若三題都做,則按A、B兩題評分.

A.(選修模塊3-3)

(1)若一氣泡從湖底上升到湖面的過程中溫度保持不變,則在此過程中關于氣泡中的氣體,下列說法中正確的是____________.(填寫選項前的字母)

A.氣體分子間的作用力增大 B.氣體分子的平均速率增大

C.氣體分子的平均動能減小 D.氣體組成的系統的熵增加

(2)若將氣泡內的氣體視為理想氣體,氣泡從湖底上升到湖面的過程中,對外界做了0.6 J的功,則此過程中氣泡____________(填“吸收”或“放出”)的熱量是____________J.氣泡到達湖面后,溫度上升的過程中,又對外界做了0.1 J的功,同時吸收了0.3 J的熱量,則此過程中,氣泡內氣體內能增加了____________J.

(3)已知氣泡內氣體的密度為1.29 kg/m³,平均摩爾質量為0.029 kg/mol.阿伏加德羅常數N_A=6.02×10²³mol^-1,取氣體分子的平均直徑為2×10^-10m.若氣泡內的氣體能完全變為液體,請估算液體體積與原來氣體體積的比值.(結果保留一位有效數字)

B.(選修模塊3-4)

(1)如圖甲所示,強強乘坐速度為0.9c(c為光速)的宇宙飛船追趕正前方的壯壯,壯壯的飛行速度為0.5c.強強向壯壯發出一束光進行聯絡,則壯壯觀測到該光束的傳播速度為___________.(填寫選項前的字母)

甲

A.0.4c B.0.5c C.0.9c D.1.0c

(2)在t=0時刻,質點A開始做簡諧運動,其振動圖象如圖乙所示.質點A振動的周期是_________s;t=8 s時,質點A的運動沿y軸的_________方向(填“正”或“負”）;質點B在波的傳播方向上與A相距16 m.已知波的傳播速度為2 m/s,在t=9 s時,質點B偏離平衡位置的位移是_________cm.

乙

(3)圖丙是北京奧運會期間安置在游泳池底部的照相機拍攝的一張照片,相機的鏡頭豎直向上.照片中,水立方運動館的景象呈現在半徑r=11 cm的圓形范圍內,水面上的運動員手到腳的長度l=10 cm.若已知水的折射率,請根據運動員的實際身高估算該游泳池的水深h.(結果保留兩位有效數字)

丙

C.(選修模塊3-5)

在β衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出,中微子的性質十分特別,因此在實驗中很難探測.1953年,萊尼斯和柯文建造了一個由大水槽和探測器組成的實驗系統,利用中微子與水中的核反應,間接地證實了中微子的存在.

(1)中微子與水中的發生核反應,產生中子()和正電子(),即

中微子+→

可以判定,中微子的質量數和電荷數分別是___________.(填寫選項前的字母)

A.0和0 B.0和1 C.1和0 D.1和1

(2)上述核反應產生的正電子與水中的電子相遇,與電子形成幾乎靜止的整體后,可以轉變為兩個光子(γ),即

→2γ

已知正電子和電子的質量都為9.1×10^-31kg,反應中產生的每個光子的能量約為________J.正電子與電子相遇不可能只轉變為一個光子,原因是________________________.

(3)試通過分析比較,具有相同動能的中子和電子的物質波波長的大小.

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