1.(09·全国卷Ⅱ·21)一玻璃砖横截面如图所示,其中ABC 为直角三角形(AC边末画出),AB 为直角边ABC=45°;ADC 为一圆弧,其圆心在BC 边的中点。
此玻璃的折射率为1.5。
P 为一贴近玻璃砖放置的、与AB 垂直的光屏。
若一束宽度与AB 边长度相等的平行光从AB 边垂直射入玻璃砖,则 ( )A. 从BC 边折射出束宽度与BC 边长度相等的平行光B. 屏上有一亮区,其宽度小于AB 边的长度C. 屏上有一亮区,其宽度等于AC 边的长度D. 当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时,屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大2.(09·浙江·18)如图所示,有一束平行于等边三棱镜截面的单色光从空气射向点,并偏折到F 点,已知入射方向与边的夹角为,、分别为边、的中点,则( )A .该棱镜的折射率为B .光在点发生全反射C .光从空气进入棱镜,波长变小D .从点出射的光束与入射到点的光束平行3.(09·海南物理·18.(1))如图,一透明半圆柱体折射率为,半径为R 、长为L 。
一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入,从部分柱面有光线射出。
球该部分柱面的面积S 。
∠ABC E AB o 30=θE F AB BC 3F F E 2n =4.(09·宁夏·35.(2))一棱镜的截面为直角三角形ABC,∠A=30o,斜边AB=a。
棱镜材料的折射率为n=。
在此截面所在的平面内,一条光线以45o的入射角从AC边的中点M 射入棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原来路返回的情况)5.(08·宁夏·32)一半径为R的1/4球体放置在水平面上,球体由折射率为3的透明材料制成。
现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线,平行于桌面射到球体表面上,折射入球体后再从竖直表面射出,如图所3R。
求出射角。
示。
已知入射光线与桌面的距离为2/6.(2013山东37(2))如图乙所示,ABCD是一直角梯形棱镜的横截面,位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入。
已知棱镜的折射率n=2,AB=BC=8cm,OA=2cm,∠OAB=60°。
①求光线第一次射出棱镜时,出射光线的方向。
②第一次的出射点距C cm。
7,(2013新课标34)(2)图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图,玻璃丝长为L,折射率为n,AB代表端面。
已知光在真空中的传播速度为c.(i)为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面,求光线在端面AB上的入射角应满足的条件;(ii)求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所藉的最长时间。
8.(2013全国新课标34)(2)如图,三棱镜的横截面为直角三角形ABC,∠A=30°,∠B=60°。
一束平行于AC边的光线自AB边的P点射入三棱镜,在AC边发生反射后从BC边的M点射出。
若光线在P点的入射角和在M点的折射角相等。
(i)求三棱镜的折射率;(ii)在三棱镜的AC边是否有光线透出?写出分析过程。
(不考虑多次反射)9(2012·山东理综)如图所示,一玻璃球体的半径为R,O为球心,AB为直径。
来自B 点的光线BM在M点射出。
出射光线平行于AB,另一光线BN恰好在N点发生全反射。
已知∠ABM=30°,求②玻璃的折射率。
②球心O到BN的距离。
10,(9分)(2012·新课标理综)一玻璃立方体中心有一点状光源。
今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜,以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体。
已知该玻璃的折射率为2,求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值。
11,(2012·海南物理)一玻璃三棱镜,其截面为等腰三角形,顶角θ为锐角,折射率为2。
现在横截面内有一光线从其左侧面上半部射入棱镜。
不考虑棱镜内部的反射。
若保持入射线在过入射点的法线的下方一侧(如图),且要求入射角为任何值的光线都会从棱镜的右侧面射出,则顶角θ可在什么范围内取值?12,(2011新课标理综卷第34题)一半圆柱形透明物体横截面如图所示,地面AOB镀银,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30︒,角MOA=60︒,角NOB=30︒。
求:(i)光线在M点的折射角;(ii)透明物体的折射率。
13(2011山东理综卷)如图所示,扇形AOB 为透明柱状介质的横截面,圆心角∠AOB=60°。
一束平行于角平分线OM 的单色光由OA 射入介质,经OA 折射的光线恰平行于OB 。
①求介质的折射率。
②折射光线中恰好射到M 点的光线__________(填“能”或“不能”)发生全反射。
14,(2011海南物理)一赛艇停在平静的水面上,赛艇前端有一标记P 离水面的高度为h 1=0.6m ,尾部下端Q 略高于水面;赛艇正前方离赛艇前端1s =0.8m 处有一浮标,示意如图。
一潜水员在浮标前方2s =3.0m 处下潜到深度为2h =4.0m 时,看到标记刚好被浮标挡住,此处看不到船尾端Q ;继续下潜△h=4.0m ,恰好能看见Q 。
求:(i )水的折射率n ;(ii )赛艇的长度l 。
(可用根式表示)15.(2010·重庆理综)如题20图所示,空气中有一折射率为2的玻璃柱体,其横截面是圆心角为90°、半径为R 的扇形OAB 、一束平行光平行于横截面,以45°入射角射到OA 上,OB 不透光,若考虑首次入射到圆弧AB 上的光,则 AB 上有光透出的部分的弧长为A .16πRB .14πRC .13πRD .512πR1,BD 解析:本题考查光的折射和全反射.宽为AB 的平行光进入到玻璃中直接射到BC 面,入射角为45o >临界角,所以在BC 面上发生全反射仍然以宽度大小为AB 长度的竖直向下的平行光射到AC 圆弧面上.根据几何关系可得到在屏上的亮区宽度小于AB 的长度,B 对.D 正确。
2,AC 解析:在E 点作出法结线可知入射角为60o ,折射角为30o ,折射率为;由光路的可逆性可知,在BC 边上的入射角小于临界角,不会发生全反射,B 错;由公式,可知C 对;三棱镜两次折射使得光线都向底边偏折,不会与入射到点的光束平行,故D 错。
3. 解析:半圆柱体的横截面如图所示,为半径。
设从A 点入射的光线在B 点处恰好满足全反射条件,由折射定律有式中,为全反射临界角。
由几何关系得②③代入题所给条件得④4, 解析:设入射角为i ,折射角为r ,由折射定律得① 由已知条件及①式得②如果入射光线在法线的右侧,光路图如图1所示。
设出射点为F ,由几何关系可得③ 即出射点在AB 边上离A 点的位置。
如果入射光线在法线的左侧,光路图如图2所示。
设折射光线与AB 的交点为D 。
由几何关系可知,在D 点的入射角5.11arcsin =θ3n 空气介λλ=E 'OO sin 1n θ=θ'OO B θ∠2'S RL O OB =•∠3S RL π=sin sin i n r=030r =38AF a =38a④设全发射的临界角为,则 ⑤ 由⑤和已知条件得⑥因此,光在D 点全反射。
设此光线的出射点为E ,由几何关系得∠DEB= ⑦⑧联立③⑦⑧式得⑨ 即出射点在BC 边上离B 点的位置。
5, 解析:设入射光线与1/4球体的交点为C ,连接OC ,OC 即为入射点的法线。
因此,图中的角α为入射角。
过C 点作球体水平表面的垂线,垂足为B 。
依题意,∠COB =α。
又由△OBC 知sin α=32① 设光线在C 点的折射角为β,由折射定律得sin 3sin αβ= ② 由①②式得30β=︒ ③由几何关系知,光线在球体的竖直表面上的入射角γ(见图)为30°。
由折射定律得 sin 1sin 3γθ= ⑤ 060θ=c θ1sin c nθ=045c θ=090a 2BD AF =-0sin 30BE BD =18BE a =18a因此3sin 2θ=,解得60θ=︒. 本题考查几何光学知识,通过画光路图,根据折射定律,由几何关系列式求解。
6, 解析:①设发生全反射的临界角为C ,由折射定律得sinC=1/n ,代入数据得:C=45°。
光路如图所示,由几何关系可知光线在AB 边和BC 边的入射角均为60°,均发生全反射。
设光线在CD 边的入射角为α,折射角为β,由几何关系得,α=30°,小于临界角,光线第一次射出棱镜在CD 边,由折射定律得n=sin β/sin α,代入数据解得:β=45°。
②4337, 答案:(i )sini ≤12-n (ii) T max =Ln 2/C.8, 答案解析:(1)光路图如图所示,图中N 点为光线在AC 边发生反射的入射点。
设光线在P 点的入射角为i 、折射角为r ,在M 点的入射角为r ’、折射角依题意也为i ,有:i=60°。
由折射定律有:sini=nsinr ,nsinr'=sini ,联立解得:r=r ’。
OO ’为过M 点的法线,∠C 为直角,OO ’//AC 。
由几何关系有:∠MNC=r ’。
由反射定律可知:∠PNA=∠MNC 。
联立解得:∠PNA=r 。
由几何关系得:r=30°。
联立解得:n=3。
(ii )设在N 点的入射角为r ’,由几何关系得:i ’=60°。
此三棱镜的全反射临界角满足nsin θC =1,联立解得:i ’>θC .此光线在N 点发生全反射,三棱镜的AC 边没有光线透出。
9,【答案】①n=3 ②d=33R【解析】联立上述各式得d=33R 。
【考点定位】此题考查光的折射定律、全反射及其相关知识。
10,.【解析】如图,考虑从玻璃立方体中心O 点发出的一条光线,假设它斜射到玻璃立方体上表面发生折射。
根据折射定律有nsin θ=sin α ①式中,n 是玻璃的折射率,入射角等于θ,α是折射角。
现假设A 点是上表面面积最小的不透明薄膜边缘上的一点。
由题意,在A 点刚好发生全发射,故2A πα= ②设线段OA 在立方体上表面的投影长为R A ,由几何关系有sin A θ= ③式中a 为玻璃立方体的边长。
由①②③式得A R = ④由题给数据得 2A a R = ⑤ 由题意,上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是半径为R A 的圆。
所求的镀膜面积S '与玻璃立方体的表面积S 之比为2266S R S aπ'= ⑥ 由⑤⑥式得4S S π'= ⑦11,【答案】0<θ<45°【解析】设入射光线经玻璃折射时,入射角为i,折射角为r,射至棱镜右侧面的入射角为α。