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题型:简答题
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简答题

如图所示,一横截面为半圆柱形的透明物体,底面AOB镀银(图中粗线),O表示半圆截面的圆心,一束光线在横截面内从M点的入射角为30MOA=60NOB=30

求(1)作出光路图,并求光线在M点的折射角;

(2)透明物体的折射率。

正确答案

(1)

(2)

试题分析:如图,透明物体内部的光路为折线MPN,Q、M点相对于面EF对称,

Q、P和N三点共线。

设在M点处,光的和射角为i,折射角为r,

根据题意有 ①

由几何关系得,,于是

③        由①②③式得

(ii)解:根据折射率公式有⑤  由④⑤式得 ⑥

点评:首先要记熟光的折射定律的内容,并要搞清折射角与入射角的关系.

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简答题

(7分)在厚度为d,折射率为n的平板玻璃下面有一个半径为r的发光圆盘。在玻璃板的上面挡上一块圆形的纸片后,从玻璃板的上方任何位置都不能再看到发光盘。求这块圆纸片的最小半径是多大? 若适当增加玻璃板的厚度,这块圆纸片能否挡住发光盘?为什么?(要求画出光路图分析列式求解)

正确答案

(7分)解: 如图所示,如果用纸刚好能够挡住折射光线,则图中所画的光线就是刚好发生全反射时的光线,这条光线的入射角等于临界角。

根据临界角的计算式:

从图中的几何关系可以看出,

解得:  不能挡住发光盘。因为d变大,R也变大

画出光路图给2分,列式求出结果给5分

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简答题

如图所示, 真空中有一下表面镀有反射膜的平行玻璃砖,其折射率n=。一束单色光与界面成θ=45°角斜射到玻璃砖上表面上,最后在玻璃砖的右侧面竖直光屏上出现了两个光点A和B,A和B相距h=2.0 cm.已知光在真空中的传播速度c=3.0×108 m/s,试求:

①该单色光在玻璃砖中的传播速度.

②玻璃砖的厚度d.

正确答案

×108 m/s②cm.

试题分析:①由折射率公式n=       (2分)

解得:v=×108 m/s.         (1分)

②由折射率公式n=          (1分)

解得sinθ2,θ2=30°         (1分)

作出如图所示的光路,△CDE为等边三角形,四边形ABEC为等腰梯形,CE=AB=h.

玻璃的厚度d就是边长为h的等边三角形的高.(1分)

故d=hcos 30°=h=cm.    (2分)

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简答题

用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时,先在白纸上放好圆弧状玻璃砖,在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2;然后在玻璃砖的另一侧观察,调整视线使P1的像被P2挡住,接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4,使P3挡住P1和P2的像,P4挡住P3和P1、P2的像,在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓如图7所示(E为两圆弧圆心;图中已画出经P1、P2点的入射光线).

(1)在图上补画出所需的光路.

(2)为了测出玻璃砖的折射率,需要测量入射角i和折射角r,请在图中标出这两个角.

(3)用所测物理量计算折射率的公式是n=________.

正确答案

(1)见解析图

(2)图中i为入射角,r为折射角

(3) n=

(1)连接P3、P4点与边界CD的交点O′,即为出射光线与CD的交点,连接两点OO′即为入射光线的折射光线,为了使光线在弧面CD射出,应使入射角小些,折射角也较小,光线偏折较小.

(2)图中i为入射角,r为折射角.

(3)根据折射率的定义可知n=.

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简答题

如图,厚度为D的玻璃砖与水平实验桌成45°角放置.红色激光束平行于水平桌面射到玻璃砖的表面,在桌面上得到两个较亮的光点A、B,测得AB间的距离为L.求玻璃砖对该红色激光的折射率.

正确答案

由折射定律有:=n

直角三角形MNR中sinγ=MN=

在直角三角形PQN中PN=L

解得n=

答:玻璃砖对该红色激光的折射率为

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如图所示,一透明介质制成的直角三棱镜,顶角∠A=30°,一束光由真空垂直射向AC面,经AB面射出后的光线偏离原来方向15°。已知光在真空中的传播速度为c。求:

①该介质对光的折射率;

②光在介质中的传播速度。

正确答案

    ②

试题分析:①光传播的光路图如图所示,根据光的折射定律可得:  (2分)    ②   (2分)

 

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图示是一透明的圆柱体的横截面,其半径R=20cm,折射率为,AB是一条直径,今有一束平行光沿AB方向射向圆柱体,试求:

①光在圆柱体中的传播速度;

②距离直线AB多远的入射光线,折射后恰经过B点.

正确答案

;②10cm

试题分析:

①光在圆柱体中的传播速度

 

②设光线PC经折射后经过B点,光路图如图所示

由折射定律有: ①

又由几何关系有:          ②

解①②得 

光线PC离直线AB的距离CD=Rsinα=10cm

则距离直线AB10cm的入射光线经折射后能到达B点

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(1)2011年4月17日,我国首架歼—20隐形战机再次成功试飞,其最大的飞行速度可以达到2马赫(即2倍音速)。隐形飞机外形设计采用多棱折面,同时表面还采用吸波涂料,使被反射的雷达信号尽可能弱,从而达到隐身的目的。下列说法中正确的是(   )

(2)如图所示,一不透明的圆柱形容器内装满折射率n =的透明液体,容器底部正中央O点处有一点光源S,平面镜MN与底面成45°角放置,若容器高为2dm,底边半径为(1+)dm,OM = 1dm,在O点正上方离容器底部3 dm 处水平放置一足够长的刻度尺,求光源 S 发出的光线经平面镜反射后,照射到刻度尺的长度。(不考虑容器侧壁和液面的反射)

正确答案

(1)(5分)B

(2)(10分)解:作图找出发光点S在平面镜中的像点S',连接S'M延长交直尺于H点,MH沿竖直方向,连接S'P,在RtΔPR S'中,

R S'=dm , PR="3" dm ,(2分)

∴∠ r =300                (2分)

由折射定律可得:

sin i/sin r =" n             " (2分)

解得sin i = /2 ,∠i = 450 ,(2分)

刻度尺上被照亮的范围

QH =" 1" dm+ dm = (1+)dm

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简答题

一束光由空气射入介质中,入射角为60°,折射光线与反射光线垂直,求这种介质的折射率.

正确答案

根据题意作出如图所示示意图,由图得

   (2分)

得:

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简答题

如图所示,ABC为直角三棱镜,BC边长为16cm,AB边长为32cm.有一束很强的细光束OP射到BC边上,入射点P为BC的中点,OP与BC的夹角为30°,该光束从P点进入棱镜后再经AC面反射沿与AC平行的MN方向射出,其中M为AC边上的一点,AM=8cm.则棱镜的折射率是多少?

正确答案

先根据题意作出光路图,如图所示.

利用几何知识:过M点做AC的垂线,∠A=30°,AC=BCtan60°=16cm.

MN=AMsin30°=8×0.5=4cm

AN=MNcot30°=4cm

CN=AC-AN=16-4=12cm

由△PCO∽△MON得,=,CO+ON=AC=16cm

得OC=8cm,

又PC=8cm,所以∠CPO=60°.

则在BC面上入射角i=60°,对应的折射角为 r=30°.(1分)

再由折射率定义:n===

答:棱镜的折射率是

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