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题型:简答题
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简答题

学校开展研究性学习,某研究小组的同学根据所学的光学知识,设计了一个测定液体折射率的仪器,如图所示。在一圆盘上,过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF,在半径OA上,垂直盘面插下两枚大头针P1、P2,并保持P1、P2位置不变,每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中,而且总使得液面与直径BC相平,EF作为界面的法线,而后在图中右上方区域观察P1、P2的像,并在圆周上插上大头针P3,使P3正好挡住P1、P2的像,同学们通过计算,预先在圆周EC部分刻好了折射率的值,这样只要根据P3所插的位置,就可直接读出液体折射率的值。

(1)若∠AOF=30°,OP3与OC的夹角为30°,则P3处所对应的折射率的值为________。

(2)图中P3、P4两位置哪一处所对应的折射率大。答:。

(3)作AO的延长线交圆周于K,K处所对应的折射率值应为________。

正确答案

(1)  (2)P4  (3)1

试题分析:(1)OP3与OC的夹角为30°,则有OP3与法线EF夹角为60°,即空气中的入射角,而在水中,折射角为OA与法线EF夹角为30°,那么折射率

(2)从P3到P4位置,入射角变大,折射角不变,所以折射率n变大,也就是P4位置折射率大。

(3)K处有入射角等于折射角,则折射率等于1。

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简答题

如图所示是伦敦奥运会期间水上运动中心安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片,相机的镜头竖直向上.照片中,水立方运动馆的景象呈现在半径的圆形范围内,水面上的运动员手到脚的长度.若已知水的折射率,运动员的实际身高,请计算该游泳池的水深H。

正确答案

试题分析:设照片圆形区域的实际半径为R,如图所示.

则    (或者代“”也可以)(2分)

几何关系    (2分)

(2分)

解得(2分)

代入数据,解得(2分)

点评:本题为估算题,在取运动员实际长度时可以有一个范围,但要符合实际,故求得h值可以不同

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如图所示,直角玻璃三棱镜置于水中,已知∠A=60°,∠C=90°,一束细光于AC的中点D垂直AC面入射,棱镜玻璃的折射率为n1=1.69,水的折射率为n2=1.33,则:

①此玻璃相对水的折射率n12=______(保留两位小数)

②光从AC面射入后,第一次射到AB面时能否从AB面射出?答______(填“能”、“不能”或“不能确定”)

正确答案

①玻璃相对水的折射率 n12===1.27

②光从玻璃射入水时临界角的正弦值sinC===0.78,

如图所示,因i1=60°,sin60°=0.866>sinC=0.78.即i1>C,所以光线第一次射到AB面时发生全反射,将不能从AB面射出.

故答案为:①1.27; ②不能

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(1)下列说法中正确的是________.

E.麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹用实验证实了电磁波的存在

(2)如图所示,MN是一条通过透明球体球心O的直线,在真空中波长为λ0=564 nm的单色细光束AB平行于MN射向球体,B为入射点,若出射光线CD与MN的交点P到球心O的距离是球半径的倍,且与MN所成的夹角α=30°.求:

①透明球体的折射率n;

②此单色光在透明球体中的波长λ.

正确答案

(1)BDE (2)① ②399 nm

(2)①光束如图传播.

在B点光线的入射角、折射角分别设为i、r,由几何关系得,

在△OCP中,有

,解得∠OCP=135°

故∠COP=15°

光线从B点射入,由折射定律

n=

光线从C点射出,由折射定律

n=

所以i=45°

又∠BOC=180°-2r=180°-i-∠COP,故r=30°

所以n=.

②因为n=

所以λ=399 nm.

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如图所示,一玻璃球体的半径为为球心,为直径。来自 点的光线点射出。出射光线平行于,另一光线恰好在点发生全反射。已知,求:(1)玻璃的折射率;(2)球心O到BN的距离。

正确答案

(1);(2)

试题分析:(1)设光线BM在M点的入射角为i,折射角为r,由几何关系可知,i=30°,r=60°,根据折射定律得

(2)光线BN恰好在N点发生全反射,则临界角,又因为,假设球心到BN的距离为d,由几何关系可知

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