高考物理知識(shí)點(diǎn)過(guò)關(guān)培優(yōu)易錯(cuò)試卷訓(xùn)練∶臨界狀態(tài)的假設(shè)解決物理試題及詳細(xì)答案-資料下載頁(yè)
2025-04-05 04:38本頁(yè)面
【正文】 析】【詳解】我們分析AC面上某點(diǎn)α處光線的折射情況（如圖所示）．根據(jù)題意各個(gè)方向的光線（散射光）可能照射到這個(gè)面上，因?yàn)椴ＡЮ忡R與空氣相比為光密介質(zhì)，折射角不可以大于某一極限角，由式子決定，從a點(diǎn)發(fā)出光線錐體的達(dá)緣光線，將分別以角和射在ΑΒ面上的b和c兩點(diǎn)，要注意：，而．這意味著，光線ab在玻璃與空氣的分界面上不會(huì)發(fā)生全反射，這時(shí)光線ac卻被完全反射．光線在b點(diǎn)從棱鏡射出，光線的折射角從下面關(guān)系式可以得到．由此得到,整理得到．以角從棱鏡中射出的所有光線將會(huì)聚在透鏡焦平面上某一點(diǎn)（圖中D點(diǎn)），從透鏡光心指向此點(diǎn)的方向與光軸成角光線不可能射到D點(diǎn)上方（非照亮區(qū)），因?yàn)閺睦忡R射出的光線與光軸向上的傾角不可能大于 ．照亮區(qū)位于D點(diǎn)下方，而光線與光軸向下的傾角可以是從0176。到90176。這個(gè)范圍內(nèi)任意一個(gè)角度（例如，在圖中的d點(diǎn)處，從棱鏡射出的光線與光軸向下傾斜成90176。）．在本情況下，因而．【點(diǎn)睛】解答本題的要點(diǎn)是對(duì)散射光經(jīng)棱鏡后的出射光線中的臨界光線的分析，找到了臨界光線的出射方向，后面的問(wèn)題便瞬時(shí)化解．如果答題者對(duì)屏上照亮區(qū)和非照亮區(qū)的成因沒(méi)有正確的認(rèn)識(shí)，或者是對(duì)漫散射光經(jīng)三棱鏡后形成的出射區(qū)域不能做出正確的分析，此題便無(wú)法得到正確的解答，甚至連題都無(wú)法讀懂．14．景觀燈是現(xiàn)代景觀不可缺少的部分，其中有一類景觀燈是為照亮建筑物而設(shè)計(jì)的投射燈，其簡(jiǎn)化模型如圖所示。投射燈固定于地面A點(diǎn)，右側(cè)放置一塊高L=10cm，厚d=，折射率n=，玻璃磚上表面被遮擋，右端距建筑物的水平距離s=5m，不計(jì)玻璃磚左側(cè)面的折射影響。求：(i)玻璃磚的臨界角C；(ii)投射燈能照亮多高的建筑物。【答案】(ⅰ) ；(ⅱ）【解析】【分析】【詳解】（?。┎ＡТu的臨界角解得（ⅱ）光路如圖所示照亮建筑物的最高處的光線對(duì)應(yīng)玻璃磚中的折射角為α，則根據(jù)聯(lián)立解得h≈則燈光可以照射的高度H=h+L≈15．如圖所示，木板靜止于光滑水平面上,在其右端放上一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的木塊，已知木塊的質(zhì)量m=1kg，木板的質(zhì)量M=3kg，木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=，設(shè)木塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，板長(zhǎng)L=2 m，g取10 m/s2，問(wèn)： 若木塊不能在木板上滑動(dòng)，則對(duì)木板施加的拉力應(yīng)該滿足什么條件? 若拉力為30N，則木塊滑離木板需要多少時(shí)間?【答案】(1) F≤12 N；(2)s?！窘馕觥俊驹斀狻?以木塊為研究對(duì)象，木塊能受到的最大靜摩擦力fm=μmg木塊的最大加速度am==μg，木塊不能在木板上滑動(dòng)，木塊與木板整體的最大加速度為μg，以整體為研究對(duì)象，由牛頓第二定律可得F=(M+m )am，代入數(shù)值可求得。若木塊不能在木板上滑動(dòng)，則對(duì)木板施加的拉力F≤12 N。 當(dāng)拉力F=30 N時(shí)木塊已經(jīng)相對(duì)滑動(dòng)，木塊受到滑動(dòng)摩擦力，產(chǎn)生的加速度a=μg=3 m/s2，對(duì)于木板，根據(jù)牛頓第二定律有Ff=Ma39。，設(shè)木塊滑離木板的時(shí)間為t，則有a39。t2at2=L，聯(lián)立解得t=s。
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