2017-2018学年高二物理下学期阶段性测试试题(四)(含解析)

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河南省天一大联考2017-2018学年高二物理下学期阶段性测试试题

（四）（含解析）

一、选择题：本题共10小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，第7~10题有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分

1．下列说法正确的是

A．增大压强，可以缩短放射性物质的半衰期

B．结合能越大，原子核越稳定

C．光的强度越大，照射金属时越容易发生光电效应

D．镉棒插入深度大一些，核反应堆的链式反应速度将会变慢

2．关于此次的磁感线，下列说法正确的是

A．磁感应强度较大的地方磁感线一定较疏

B．沿磁感线方向，磁感应强度一定越来越小

C．磁感线上任意点的切线方向就是该点的磁场方向

D．磁感线一定是带电粒子在磁场中运动的轨迹

3．如图所示，a、b、c为点电荷产生的电场线上的三个点，且ab=bc，一电子仅在电场力作用下由静止长a点运动到b点，再运动到c点，运动过程中电子的加速度逐渐增大，则下列说法正确的是

A．点电荷位于a点左侧

B．点电荷一定带正电

C．电子在ab段与bc段运动时，电场力做的功相等

D．电子从a点运动到c点的过程中，电子的电势能增大

4．如图所示，一轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部挡板上，另一端和质量为m的小物块a相连，质量为M的小物块b位于光滑斜面上，小物块a、b之间的距离为x，小物块b在斜面上由静止沿斜面下滑，与a碰后一起沿斜面下滑但不粘连，压缩探究到最低点后两物块沿斜面上滑时分离，则下列说法正确的是

A．x越大，a、b碰撞损失的机械能越小

B．M越大，a、b碰后小物块a的动能越大

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K12的学习需要努力专业专心坚持 C ．x 越大，a 、b 碰后小物块a 的最大动能位置越靠近挡板

D ．M 越大，a 、b 碰后上滑到达的分离处离挡板越远

5．如图所示，竖直面内有一圆环，圆心为O ，水平直径为AB ，倾斜直径为MN 、AB 、MN 夹角为θ，一不可伸长的轻绳两端分别固定在圆环的M 、N 两点，轻质滑轮连接一重物，放置在轻绳上，不计滑轮与轻绳直径的张力的变化情况正确的是

A ．逐渐增大

B ．先增大再减小

C ．逐渐减小

D ．先减小再增大

6．甲乙两质点同时同地在外力作用下做匀变速直线运动，运动的时间为t ，位移为x ，甲乙两质点运动的x t t

-图像如图所示，则下列说法正确的是

A ．乙质点的初速度大小为c

B ．甲质点的加速度大小为

c d C ．4

d t =时，甲乙两质点相遇 D ．t=d 时，甲乙两质点同向运动

7．如图1所示，理想变压器原线圈接如图2所示的交流电源，副线圈连接电阻12R R 、和滑动变阻器3R ，其中滑动变阻器阻值的最大值与2R 相等，且212R R =，导线电阻不计，电路中分别接有理想交流电流表A 和理想交流电压表V ，则在滑动变阻器的触头由上向下缓慢滑动的过程中，下列说法正确的是

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A ．t=0.01s 时电流表示数为零

B ．电压表示数逐渐增大

C ．2R 和3R 消耗的总功率增大

D ．原线圈的输入功率增大

8．我国“天宫一号”圆满完成相关科学实验，于2018年“受控”坠落，若某航天器变轨后仍绕地球做匀速圆周运动，但变轨后的周期减小为原来的

18，不考虑航天器质量的变化，则变轨后，下列说法正确的是

A ．航天器的轨道半径变为原来的14

B ．航天器的动能变为原来的2倍

C ．航天器的向心加速度变为原来的8倍

D ．航天器的角速度变为原来的8倍

9．如图所示，在一个圆环内的区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场（磁场未画出），圆环逆时针转动并在环上开有一个小缺口，一带正电的粒子从小缺口沿直径方向进入圆环内部，且与圆环没有发生碰撞，最后从小缺口处离开磁场区域，已知粒子的比荷为k ，磁场的磁感应强度大小为B ，圆环的半径为R ，粒子进入磁场时的速度为0v kBR ，不计粒子的重力，则圆环转化的角度

A ．k

B B ．3kB

C ．5kB

D ．7kB

10．如图所示，间距为d 的两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接一定值电阻R ，质量为m 的金属棒ab 与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，金属棒ab 以初速度0v 沿导轨向右运动，当位移为x 时速度减小为零，已知金属棒ab 与导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒ab 位于导轨间的电阻为R ，除金属棒和定值电阻，其余部分电阻不计，重力加速度为g ，则在金属棒的运动过程中，下列说法正确的是

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A ．金属棒ab 中的感应电流方向由a 到b

B ．通过电阻R 的电荷量为2Bdx R

C ．金属棒产生的焦耳热为

201142mv mgx μ- D ．金属棒运动的时间为2202v B d x g mgR

μ- 二、非选择题：包括必考题和选考题两部分。

11．用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图所示，水平桌面上固定以斜槽，斜槽由AC 和CB 两部分组成。水平地面上固定一14

圆弧，其圆心位于斜槽末端，安装好实验装置后，在圆弧上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下B 点正下方的位置O ，接下来的实验步骤如下：

步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A 点由静止滚下，并落在圆弧上，重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；

步骤2：把小球2放在斜槽末端边缘位置B ，让小球1从A 点由静止滚下，使它们碰撞，重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；

步骤3：用量角器分别测得斜槽末端B 点与小球的落点M 、P 、N 三点的连线与竖直方向的夹角123ααα、、。

（1）对于上述实验操作，下列说法正确的是___________。

A ．-斜槽轨道必须光滑

B ．斜槽轨道末端CB 段必须水平

C ．实验过程中，白纸可以移动，复写纸不能移动

D ．小球1的质量应大于小球2的质量

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K12的学习需要努力专业专心坚持 （2）本实验需测量斜槽末端B 点与M 、P 、N 三点的连线与竖直方向的夹角123ααα、、外，还需要测量的物理量有_____________。

A ．A 、

B 两点间的高度差1h

B ．B 点离地面的高度2h

C ．小球1和小球2的质量12m m 、

D ．小球1和小球2的半径r

12．现要尽可能精确地测量某段金属丝的电阻率，要求通过金属丝的电流在0~0.5A 之间，实验器材如下：

A ．电流表A 1：量程0~0.1A ，内阻r1=1Ω

B ．电流表A 2：量程0~0.6A ，内阻约0.5Ω

C ．滑动变阻器R 1：最大值1.0Ω，额定电流10A

D ．滑动变阻器R 2：最大值100Ω，额定电流0.1A

E ．定值电阻R 3：阻值为59Ω

F ．定值电阻R 4：电动势为6V ，内阻约为0.5Ω

H ．开关S ，导线若干

（1）用多用电表先进行粗测：先选择“×10”档位，按照正确的步骤测量，发现指针偏转角度太大，为准确地进行测量，应改选__________（填“×100”或“×1”）倍率，换档后，按照正确的步骤进行测量，测量结果如图1所示，则该金属丝的电阻为__________Ω。

（2）用螺旋测微器测量该金属丝直径的结果如图2所示，则该金属丝的直径d=_________mm ；

（3）为尽量准确地测量金属丝的电阻Rx ，请在图3所示的虚线框内画出测量该金属丝的电阻Rx 的实验原理图（图中器件用于题干中相应的器件符号标注）。

（4）若以电流表A 1的示数I 1为纵轴，A 2的示数I 2为横轴，利用多次实验的数据画出如图4所

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K12的学习需要努力专业专心坚持 示的图线，其斜率为k ，根据图线斜率和题中所给的其他物理量可知金属丝的电阻表达式R x =________，通过计算即可达到实验目的。

13．质量为m 的小球由地面以初动能0k E 竖直向上运动，小球在空中运动时受到的空气阻力大小恒为f （f<mg ）。经一段时间小球上升到最高点后，再经历相同的时间下落到空中P 点，已知重力加速度为g ，求P 点距离地面的高度。

14．如图所示，一带正电粒子从平行板电容器的上极板左边缘处以速度0v 沿极板方向射入电容器，该粒子恰好能够沿下极板边缘飞入右侧匀强磁场中，匀强磁场左边界与电容器极板垂直。粒子出磁场时正好运动到上极板右边缘处，已知极板长度为0l ，两极板间的距离为02

l ，粒子的比荷为k ，粒子重力不计，求：

（1）两极板之间的电压U ；

（2）匀强磁场的磁感应强度大小。

15．如图所示，竖直放置、半径为R 的14

圆弧导轨与水平导轨ab 、''a b 在'aa 处平滑连接，且轨道间距为2L ，cd 、''c d 足够长并与ab 、''a b 以导棒连接，导轨间距为L ，b 、c 、''c b 、在一条直线上，且与'aa 平行，'aa 右侧空间中有竖直向上、磁感应强度大小为B 的匀强磁场，均匀的金属棒pq 和gh 垂直导轨放置且与导轨接触良好。gh 静止在cd 、''c d 导轨上，pq 从圆弧导轨的顶端由静止释放，进入磁场后与gh 没有接触。当pq 运动到'bb 时，回路中恰好没有电流，已知pq 的质量为2m ，长度为2L ，电阻为2r ，gh 的质量为m ，长度为L ，电阻为r ，除金属棒外其余电阻不计，所有轨道均光滑，重力加速度为g ，求：

（1）金属棒pq 到达圆弧的底端时，对圆弧底端的压力；

（2）金属棒pq 运动到'bb 时，金属棒gh 的速度大小；

（3）金属棒gh 产生的最大热量。

（二）选考题

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K12的学习需要努力专业专心坚持 16．选修3-3

（1）下列说法正确的是______________（选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分，没选错一个扣3分，最低得分为0）

A ．天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则

B ．空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果

C ．将一大块晶体敲碎后，得到的小颗粒却是非晶体

D ．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度不一定较大

E ．对于同一种液体，饱和气压随温度升高而增大

（2）如图所示，高为h ，横截面积为S ，上端开口的气缸内壁光滑，气缸顶部有一个卡环，气缸内有两个轻质活塞A 、B ，到气缸底部的距离分别为34h 和2

h ，除活塞A 导热外，其余部分绝热，活塞A 、B 之间封闭了一定质量的理想气体I ，活塞B 的下方封闭了一定质量的理想气体II ，气体I 、II 的温度均为300K ，已知环境温度变为300K ，气缸壁、活塞、卡环厚度均不计，现利用电热丝对气体II 缓慢加热，求：

（i ）活塞A 刚好上升到卡环处时气体II 的温度；

（ii ）气体II 的温度为800K 时，活塞A 、B 间的距离。

17．选修3-4

（1）如图所示实线是沿x 轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图，虚线是这列波在t=0.2s 时刻的波形图，已知x=5cm 处的质点的振动周期为0.15s ，下列说法正确的是______________（选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分，没选错一个扣3分，最低得分为0）

A ．这列波的波速是0.8m/s

B ．在一个周期内这列波向前传播的距离是14cm

C ．这列波一定沿x 轴负方向传播

D ．每经过0.15s 介质中的质点就沿x 轴移动12cm

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K12的学习需要努力专业专心坚持 E ．从t=0时刻开始，x=5cm 处质点就沿x 轴移动了12cm

（2）如图所示，直角三棱镜ABC 的斜边AB 长为L ，∠C=90°，∠A=θ（未知），一束单色光从斜边上某点（非中点）垂直入射到棱镜中，已知棱镜折射率为n=2，单色光在真空中的传播速度为c ，

（i ）求θ在什么范围内，入射光能够经过两次全反射又从斜边射出；

（ii ）若θ=45°，该单色光从斜边某处垂直入射到棱镜中，通过棱镜后出射光与入射光的距离为

4

L ，求此单色光通过三棱镜的时间。

参考答案

1D ：半衰期与压强无关，A 错误；比结合能越大，原子核越稳定，B 错误；光的频率越大，越容易发生光电效应，光照强度不仅与光的频率有关，还与光子数目有关，C 错误；镉棒插入深度大一些，吸收的中子多，因为链式反应深度将会变慢，D 正确。

2C ：磁感线越密集，磁感应强度越大，AB 错误；磁感应上任何一点的切线方向，就是该点的磁场方向，C 正确；带电粒子在磁场中并不一定沿磁感应运动，可能垂直磁感线做匀速圆周运动，D 错误。

3B ：电子由静止从a 点向c 点运动，电子加速度越来越大，表面电场强度越来越大，故点电荷位于c 点右侧，且点电荷带正电，A 错误B 正确；b 、c 两点电势差大于a 、b 两点电势差，电子带负电，故电子从b 点运动到c 点电场力做的功较大，C 错误；电场力做正功，电子的电势能减小，D 错误。

4B ：小物块a 、b 碰撞时有0()Mv M m v =+，碰撞时损失的机械能为22011()22E Mv M m v ?=-+，解得0M v v M m =+，2012

m E Mv M m ?=?+，x 越大，0v 越大，E ?越大，A 错误；M 越大，a 、b 碰撞后小物块a 的速度越大，动能越大，B 正确；仅x 越大，小物块a 、b 压缩弹簧时的平衡位置不变，最大动能位置不变，C 错误；小物块a 、b 分离时两者之间的弹力为零，此时弹簧处于原长状态，与M 无关，D 错误。

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5B ：M 、N 连线与水平直径的夹角越大，M 、N 之间的水平距离越小，轻绳与竖直方向的夹角越小，轻绳的张力越小，故圆环缓慢装过2θ的过程，轻绳的张力先增大再减小，B 正确；

6A ：根据2012x v t at =+可知012x v at t =+，故甲质点的初速度为00v =，加速度为2c a d

=，乙质点的初速度为0'v c =，加速度为2'c a d =-

，A 正确B 错误；根据22011''22at v t a t =+，解得2

d t =

，C 错误；t=d 时，乙质点开始反向运动，而甲没有反向运动，D 错误； 7BC ：电流表示数并非为瞬时值，而是有效值，A 错误；原线圈电压为定值，原副线圈的匝数确定，副线圈两端电压为定值，滑动变阻器触头下滑的过程中，副线圈电阻逐渐增大，副线圈电流逐渐减小，电阻R 1两端电压减小，因为电压表示数逐渐增大，B 正确；把副线圈和电阻R 1等效为电源，R 2、R 3等效为该电源的外电阻，由于外电阻逐渐接近该电源的内阻，故外电阻消耗的功率逐渐增大，C 正确；副线圈电流逐渐减小，电压不变，则副线圈消耗的功率逐渐减小，故原线圈的输入功率逐渐减小，D 错误；

8AD ：根据33122212

r r T T =可知轨道半径变为原来的四分之一，A 正确；根据22Mm v G m r r =可知12k GMm E r =，故动能变为原来的4倍，B 错误；根据2Mm G ma r =可知2GM a r

=，故向心加速度变为原来的16倍，C 错误；根据2T πω=

可知角速度变为原来的8倍，D 正确。

9AC ：粒子进入磁场后做匀速圆周运动，故0mv r R Bq

==，粒子将圆环区域内运动四分之一周期离开磁场。粒子运动的时间为142t T kB

π==，在这段时间内，圆环转过的角度为2(0.1.2.3....)2n n π

θπ=+=，根据t θω=可得()41(0.1.2.3....)n kB n θ=+=，AC 正确BD 错误；

10BC ：根据右手定则可知金属棒ab 中的感应电流方向由b 到a ，A 错误；由

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K12的学习需要努力专业专心坚持 2E q I t I E Bdx R t

?Φ=?==?Φ=?、、、可得通过电阻R 的电荷量为2Bdx q R =，B 正确；根据能量转化和守恒定律可得20122Q mv mgx μ=

-，解得金属棒ab 产生的焦耳热201142

Q mv mgx μ=-，C 正确；对于金属棒ab ，根据动量定理有00Bid t mgt mv μ-??-=-∑，而i t q -??=∑，联立解得2202v B d x t g mgR

μμ=-，D 错误。

11、（1）BD （2）C （3

）112m m m =+ （1）斜槽轨道可以粗糙可以光滑，只要斜槽能够保证小球1每次经过B 点时速度相同即可，A 错误；为保证小球1和小球2能够做平抛运动，斜槽末端必须水平，B 正确；实验过程中，白纸不能移动，复写纸可以移动，C 错误；为保证碰后小球1和小球2均从斜槽末端B 点飞出做平抛运动，小球1的质量应大于小球2的质量，D 正确。

（2）根据动量守恒定律可知101122m v m v m v =+，故还需测得小球1和小球2的质量12m m 、，C 正确；

（3）设斜槽末端B 点与圆弧上小球落点的连线与竖直方向的夹角为α，四分之一圆弧的半径

为R ，则水平方向有0sin R v t α=，竖直方向有21cos 2

R at α=，

联立解得0v =由此可知小球的速度越大，α越大，故小球1和小球2

碰撞前后有m m m

，化简可得12m m m = 12、（1）×1；13.0（2）1.706（1.704~1.708）；（3）如图所示；（4）

()311k R r k +-

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（1）指针偏转角度太大，应选择较小的档位，即“×1”档位，测量结果为13.0Ω；

（2）读数为1.5mm+20.6×0.01mm=1.706mm

（3）由于通过金属丝的电流从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，选择阻值较小的滑动变阻器R 1；电流表A 改装为电压表，由于电源电动势为6V ，故需要串联59Ω的定值电阻R 3，由于要精确测量，电流表A 2外界，电路原理如图所示。

（4）根据欧姆定律可得()()13131211x I R r k R r R I I k ++=

=--；

13、设小球由地面竖直向上运动的初速度为0v ，小球上升过程，根据牛顿第二定律有1mg f ma +=

根据运动学公式有()2

002v a h -=-，010v a t =-； 小球下降过程，根据牛顿第二定律有2mg f ma -=； 根据运动学公式有221'2h a t =，又20012

k E mv =； P 点距离地面的高度'h h h ?=-，联立解得()0

22k fE h mg f ?=+。

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K12的学习需要努力专业专心坚持 14、（1）粒子在电场中运动时，做类平抛运动，平行极板方向00l v t =，垂直极板方向

20122

l at = 由牛顿第二定律可得02U q ma l =，又q k m =，联立解得202v U k

=； （2）粒子在电场中运动时，垂直极板方向有

0022

y v l t +=

，粒子进入磁场时速度大小为v =设速度方向与初速度方向夹角为θ，则0tan y

v v θ=

，解得045v θ=?，；

02

l =， 由于粒子在磁场中做匀速圆周运动有2

v qvB m r =，联立解得00

4v B kl =；

15、金属棒pq 下滑过程中，根据机械能守恒有：201222

mgR mv =?； 在圆弧底端有2022v N mg m R

-=，根据牛顿第三定律，对圆弧底端的压力有'N N = 联立解得'6N mg =；

（2）金属棒pq 进入磁场后在ab 、''a b 导轨上减速运动，金属棒gh 在cd 、''a b 导轨上加速运动，回路电流逐渐减小，当回路电流第一次减小为零时，pq 运动到ab 、''a b 导轨的最右端，此时有122B L v BLv ??=；

对于金属棒pq 有10222Bi L t mv mv -

???=-∑； 对于金属棒gh 有2BiL t mv ??=∑

，联立解得12v v == （3）金属棒pq 进入磁场后在ab 、''a b 导轨上减速运动，金属棒gh 在cd 、''c d 导轨上加速运动，回路电路逐渐减小，当回路电流第一次减小为零时，回路中产生的热量为

22112112222

Q mgR mv mv =-?- 该过程金属棒gh 产生的热量为11'2r Q Q r r

=+； 金属棒pq 到达cd 、''c d 导轨后，金属棒pq 加速运动，金属棒gh 减速运动，回路电流逐渐减小，当回路电流第二次减小为零时，金属棒pq 与gh 产生的电动势大小相等，由于此时金

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K12的学习需要努力专业专心坚持 属棒切割长度相等，故两者速度相同均为v ，此时两金属棒均做匀速运动，根据动量守恒定律有122(2)mv mv m m v +=+；

金属棒pq 从到达cd 、''c d 导轨道电流第二次减小为零的过程，回路产生的热量为()22221211122222

Q mv mv m m v =?+-+； 该过程金属棒gh 产生的热量为22'r Q Q r r =

+ 联立解得13'27

Q mgR =； 16、（1）BDE （2）组成晶体的微粒是按照一定规则排列的，但沿晶体的不同方向，微粒排列的周期性和疏密程度不尽相同，由此导致晶体在不同方向的物理性质不同，这就是晶体的各向异性，A 错误；空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果，B 正确；晶体有固定的熔点，并不会因为颗粒的大小而改变，即使敲碎为小颗粒，仍旧是晶体，C 错误；潮湿与空气的相对湿度有关，与绝对湿度无关，当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度不一定较大，D 正确；对于同一种液体，饱和气压随温度升高而增大，E 正确。

（2）（i ）气体I 压强和温度均不变，因为气体I 的体积不发生变化，即活塞A 、B 之间距离不变化，

加热前气体II 的温度为1300T K =，体积为112

V hS =， 设活塞A 刚好上升到卡环处时气体II 的温度为2T ，体积为234V hS =

， 对于气体II ，根据盖吕萨克定律有1212

V V T T =，解得2450T K = （ii ）活塞A 刚接触卡环时，气体I 、II 的压强均为0p ，此时继续升高气体II 的温度为3800T K =时，设活塞B 继续上升的距离为h ?，此时气体I 、II 的压强均为p

对于气体II ，根据理想气体状态方程有023

33()44p hS p h h S T T ?+?=，解得319H h =； 17、（1）ACE ：由题图可知，这列波的波长为12cm ，所以在一个周期内这列波向前传播的距离为12cm ，B 错误；波的周期与质点的振动周期相同，则0.120.8/0.15

v m s T λ

===，A 正确；当波沿x 轴负方向传播时，实线与横坐标轴的交点（4,0）处的波形传到原点的时间为0.040.050.8

t s s ==，因波的周期是0.15s ，t=0.2s 时刻的波形实际是0.05s 的波形，C 正确；质点不随波一起传播，D 错误；x=5cm 处的质点振动到波峰；也就是波形的波峰要传到x=5cm

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K12的学习需要努力专业专心坚持 处，故时间为0.130.050.10.8

t s s -==，E 正确； （2）（i ）光的传播方向如图所示，欲使入射光在左侧直角边发生全反射，须满足1sin n θ≥

，解得30θ≥?

又在光进行至右侧直角边时，入射角为90°-θ，欲使入射光在该边发生全反射，须满足()1sin 90n

θ?-≥，解得60θ≤?，所以θ的范围为3060θ?≤≤?

（ii ）当θ=45°时，由几何关系可知光在三棱镜中通过的距离s=L 光在棱镜中的传播速度v v n

= 则单色光通过三棱镜的时间2s L t v c =

=

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