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如图所示,三角形是一直角三棱镜的横截面,,。一细束单色光从面上的点射入三棱镜,经...

如图所示,三角形是一直角三棱镜的横截面,。一细束单色光从面上的点射入三棱镜,经棱镜折射后恰好能垂直于面射出棱镜,已知入射光线和的夹角为。求:

i)三棱镜对该光束的折射率;

ii)让光束绕入射点沿顺时针方向转过120°,则光线射出棱镜时和棱镜表面的夹角。(不考虑光线在棱镜内的第二次反射)

 

(i) (ii)30° 【解析】 (i)光束经棱镜折射后恰好能垂直于面射出棱镜,由几何关系可知,光束的入射角,折射角为。 由折射定律 (ii)光束绕入射点顺时针转过120°后,光束的入射角仍为,折射角仍为,如图1所示,若光束经面折射到面上,设光束到达面时入射角为,由几何关系可知, 图1 设光束相对棱镜发生全反射的临界角为,则 可得 所以光束在面会发生全反射,光束一定从面射出,由几何关系可知。 设光束从面折射出棱镜的折射角为 由 可得 所以光束射出棱镜时和棱镜表面的夹角为30°. 图2 如图2所示,若光束经面折射到面上,由几何关系可知光束在面上的入射角为30°,根据折射定律可得光束折射后的折射角为60°,所以光束射出棱镜时科棱镜表面的夹角也为30°。  
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如图1所示为一列沿轴正方向传播的简谐横波在时刻的波动图象,是介质中两质点的平衡位置,;如图2所示为质点的振动图象,则下列关于该简谐横波的说法正确的是____________

A.质点的起振方向沿轴正方向

B.质点的振动初相位为

C.质点的振动方程为

D.简谐横波的传播速度为

E.经过时间,质点恰好处在波峰处

 

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如图所示,右端开口、左端封闭的U形玻璃管竖直放置,下部有一个开关K,右端上部有一光滑的轻活塞,玻璃管内封闭有两段空气柱(均可看做理想气体),各部分长度如图所示。打开开关K,等到稳定后,左右两端的水银面恰好平齐。现在用力向下缓慢推活塞,再次使得U形玻璃管左端气柱恢复到打开开关前的状态。已知玻璃管的横截面积处处相同,向下推动活塞的过程中,没有发生气体泄漏且环境温度不变,大气压强取。求:

i)开关打开前左端封困气体的压强;

ii)活塞向下推动的距离。

 

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下列关于分子的热运动和热力学定律的说法正确的是__________

A.生产半导体元件是在高温条件下通过分子扩散来完成的

B.从微观意义上讲,气体的压强大小与气体分子热运动的平均动能有关

C.凡是与热运动有关的宏观自然过程都是熵减少的过程

D.热力学第二定律实质是反映宏观自然过程方向性的规律,是一个统计规律

E.一定质量的理想气体膨胀对外做功,则分子平均动能一定减少

 

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如图所示,质量、带电量的小物块(可看作质点)沿粗糙绝缘的水平面向右做直线运动,以的速度经过边界进入一水平匀强电场区域。若以小物块经过时作为计时起点,经过小物块向右运动了;若时刻匀强电场消失,则小物块最后停在右方处。已知小物块与水平地面间的动察擦因数,重力加速度,求:

1)电场强度的方向和大小;

2)电场消失的时刻

 

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如图所示,间距为、足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面上,导轨的左端接有阻值为的定值电阻,导轨自身电阻不计。导轨所在的区域内存在着与轨道平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小为,方向竖直向上。一根长为、电阻为、质量为的导体棒垂直导轨放置在轨道的左端,且与导轨接触良好。现用水平向右的恒力拉动导体棒,一段时间后导体棒的运动状态保持稳定,速度不再增加;之后在某时刻撤去拉力,已知从开始运动到撤去拉力,导体棒运动的位移为,导体棒运动的过程中始终与导轨垂直。求:

1)导体棒稳定运动时的速度

2)在导体棒运动过程中,电阻产生的热量;

3)撤去拉力后,导体棒滑行的距离。

 

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