光学复习全反射

《光学复习全反射》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光学复习全反射（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、xxxXXXXX 学校 XXXX 年学年度第二学期第二次月考XXX 年级 xx 班级姓名：_班级：_考号：_题号 一、计算 题 二、选择 题 三、填空 题 总分得分一、计算题（每空？ 分，共？ 分）1、（2013 江苏南京盐城一模）半球形介质截面如图所示，O 为圆心，单色光 a、b 相互平行，从不同位置进入介质，光线 a 在 O 点恰好产生全反射。光线 b 的入射角为 45，求：（1）介质的折射率；（2）光线 b 在介质中的折射角。2、（2013 徐州摸底）如图所示的玻璃砖为半径为 R 的半圆形玻璃砖上截取的一部分，其折射率为 n，一束光线垂直于 AB 边入射，当人射点 P 距 AB 边中点至

2、少为多远时，曲面上将无光线透射?3、如图所示， ABC 为等腰直角三棱镜的横截面， C=90，一束激光 a 沿平行于 AB 边射入棱镜，经一次折射后射到 BC 边时，刚好能发生全反射，求该棱镜的折射率 n.4、一束单色光由空气入射到某平板玻璃表面，入射光及折射光光路如图所示。求该单色光在玻璃中的临界角。5、一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，图 13 为过轴线的截面图，调整入射角 ，光线恰好在水和空气的界面上发生全反射，已知水的折射率为 ，求 sin 的值6、如图所示，一个盛有折射率为 的液体的槽，槽的中部扣着一个屋脊形透 明罩 ADB，顶角（ ADB）为 30，罩内为空评卷人 得

3、分气，整个罩子浸没在液体中。槽底 AB 的中点 C 处有一点光源，在纸面内从点光源发出的光与 CD 的夹角在什么范围时，光线可从液面上方射出。（液槽有足够的宽度，罩壁极薄）7、被称为”光纤之父”的华裔物理学家高锟,由于在光纤传输信息研究方面做出了巨大贡献,与两位美国科学家共同荣获 2009 年诺贝尔物理学奖.如图所示,AB 是某光导纤维的一部分,粗细均匀且弯曲成圆弧状.光自端面 A 垂直入射,在光纤内部侧壁某处 M 点恰好发生全反射,传播方向改变了 90 角;然后自另一端面 B 折射出来. 求:(1)该光导纤维的折射率; (2)出射光线与 B 端面的夹角.(已知 M 点以下圆弧所对应圆心角为

4、15) 8、如图 K4912 所示，用折射率 n 的玻璃做成内径为 R、外径为 R R 的半球形空心球壳一束平行光射向此半球的外表面，与中心对称轴 OO平行，试求球壳内部有光线射出的区域9、如图是北京奥运会期间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 r=11 cm 的圆形范围内,水面上的运动员手到脚的长度 l=10 cm.若已知水的折射率 请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深 h.(结果保留两位有效数字) 10、如图 K4910 所示，在坐标系的第一象限内有一横截面为四分之一圆周的柱状玻璃体 OPQ， OP OQ R，一束单色光垂直

5、 OP 面射入玻璃体，在 OP 面上的入射点为 A， OA ，此单色光通过玻璃体后沿 BD 方向射出，且与 x 轴交于 D 点， OD R，求：(1)该玻璃的折射率是多少？(2)将 OP 面上的该单色光至少向上平移多少，它才不能从 PQ 面直接折射出来？图 K491011、光纤通信之所以能进行远距离通信，主要是利用了光的全反射原理。光纤通信与金属导线传输相比，主要优点是_ 。如图所示，AB 为一光导纤维的横截面，其折射率为 n，某一束光从 AB 面入射后，入射角满足一定条件，就能使入射光在光导纤维与空气的界面上不断发生全反射而传到另一端。求入射角 应满足的条件。12、光线从折射率 n= 的玻璃

6、进入真空中，当入射角为 30时，折射角为多少？当入射角为多少时，刚好发生全反射？ 13、光线从折射率 n= 的玻璃进入真空中，当入射角为 30时，折射角为多少？当入射角为多少时，刚好发生全反射？ 14、如图所示，置于空气中的一不透明容器内盛满某种透明液体。容器底部靠近器壁处有一竖直放置的 6.0 cm 长的线光源。靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板，另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜，用来观察线光源。开始时通过望远镜不能看到线光源的任何一部分。将线光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时，通过望远镜刚好可以看到线光源底端。再将线光源沿同一方向移动 8.0 cm，刚好可以看到其顶端。求此液体的折

7、射率 n 。15、如图所示，折射率 n= 的半圆形玻璃砖置于光屏 MN 的上方，其平面 AB 到MN 的距离为 h=10cm。一束单色光沿图示方向射向圆心 O，经玻璃砖后射到光屏上的 O点。现使玻璃砖绕圆心 O 点顺时针转动，光屏上的光点将向哪个方向移动？光点离 O点最远是多少？16、某种透明物质制成的直角三棱镜 ABC，折射率为 n，角 A 等于 30。一细束光线在纸面内从 O 点射入棱镜，如图所示，当入射角为 时，发现刚好无光线从 AC 面射出，光线垂直于 BC 面射出。求：透明物质的折射率 n。光线的入射角 。(结果可以用 的三角函数表示)17、如图所示，AOB 是由某种透明物质制成的

8、圆柱体横截面（O 为圆心）折射率 。今有一束平行光以 45的入射角向柱体的 OA 平面，这些光线中有一部分不能从柱体的AB 面上射出，设凡射到 OB 面的光线全部被吸收，也不考虑 OA 面的反射，求圆柱 AB 面上能射出光线的部分占 AB 表面的几分之几？18、一束平行光线在垂直于玻璃半圆柱体轴线的平面内，按如图所示的方向射到半圆柱的平面上，已知光线与上表面的夹角为 45，求在半圆柱体的圆表面上有光线射出部分的弧长是多少？（已知玻璃半圆柱体的半径为 02m，玻璃的折射率为 ）19、一底面半径为 R 的半圆柱形透明体的折射率为 ，横截面如图所示，O 表示半圆柱形截面的圆心。一束极窄的光线在横截面

9、内从 AOB 边上的 A 点以 60的入射角入射，求：该光线从进入透明体到第一次离开透明体时，共经历的时间（已知真空中的光速为 c， ；计算结果用 R、n、c 表示）。20、如图示，AOB 是 1/4 圆柱玻璃砖的截面,玻璃砖的折射率 n= ,一束平行光以 45入射角射入玻璃砖的 OA 面，这些光线中只有一部分能从圆柱的 AB面上射出,假设凡射到 OB 面的光线全部被吸收,也不考虑 OA 面的 反射作用,试问圆柱 AB 面上能射出光线部分占 AB 表面的几分之几?21、如图所示，用折射率 n= 的玻璃做成一个外径为 R 的半球形空心球壳.一束与 平行的平行光射向此半球的外表面，若让一个半径为

10、的圆形遮光板的圆心过 轴，并且垂直该轴放置.则球壳内部恰好没有光线射入，问：临界光线射入球壳时的折射角 2为多大？球壳的内径 为多少？22、某透明物体的横截面如图所示，其中 ABC 为直角三角形，AB 为直角边，长度为 2L，=45 ， ADC 为一圆弧，其圆心在 AC 边的中点，此透明物体的折射率为n2.0若一束宽度与 AB 边长度相等的平行光从 AB 边垂直射入透明物体，试由光路图画出光线从 ADC 圆弧射出的区域，并求此区域的圆弧长度 s.（不考虑经 ADC 圆弧反射后的光线）23、如图所示，ABC 是三棱镜的一个截面，其折射率为n=15。现有一细束平 行于截面的光线沿 MN 方向射到棱

11、镜的 AB 面上的 N 点，AN=NB=2 cm，入射角的大小为 ，且 。已知真空中的光速c=3010 8m/s，求：（i）光在棱镜中传播的 速率；（ii）此束光进入棱镜 后从棱镜射出的方向和位置。（不考虑 AB 面的反射）24、如图所示为用某种透明材料制成的一块柱体形棱镜的水平截面图， FD 为 圆周，圆心为 O，光线从 AB 面入射，入射角 160，它射入棱镜后射在 BF 面上的 O 点并恰好不从 BF 面射出求(1)画出光路图；(2)求该棱镜的折射率 n 和光线在棱镜中传播的速度大小 v(光在 真空中的传播速度 c3.010 8 m/s)25、如图所示是一透明的圆柱体的横截面，其半径 R

12、=20em，折射率 n= ，AB 是一条直径。今有一束平行光沿 AB 方向射向圆柱体，已知真空中光速为 c=3010 8ms。求光在圆柱体中的传播速度；入射光中有两条光线折射后恰好过 B 点，求这两条光线间的距离26、如图所示， MNPQ 是一块截面为正方形的玻璃砖，正方形的边长为 30 cm，有一束很强的细光束 AB 射到玻璃砖的MQ 面上，入射点为 B，该光束从 B 点进入玻璃砖后再经 QP 面反射沿 DC 方向射出其中 B 为 MQ 的中点， ABM30， PD7.5 cm， CDN30.试在原图上准确画出该光束在玻璃砖内的光路图，并求出该玻璃砖的折射率27、两束平行的细激光束，垂直于半

13、圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上，如图所示。已知其中一条光线沿直线穿过玻璃，它的入射点是 O；另一条光线的入射点为 A，穿过玻璃后两条光线交于 P 点。已知玻璃截面的圆半径为 R， OA= ， OP = R。求玻璃材料的折射率。28、如图所示，半圆形玻璃砖的半径为 R，光屏 PQ 置于直径的右端并与直径垂直，一复色光与竖直方向成 30角射入玻璃砖的圆心，由于色光中含有两种单色光，故在光屏上出现了两个光斑，玻璃对两种单色光的折射率分别为 n1和 n2，求：这两个光斑之间的距离；为使光屏上的光斑消失，复色光的入射角至少为多少29、如图所示，AOB 为半圆形玻璃砖截面，玻璃的折射率为 ,现有一束平行光

14、线以 45角入射到 AB 面上后，经折射从半圆面上的部分位置射出。试求半圆柱面能被照亮的部分与整个半圆柱面的面积之比。30、如图所示是一种折射率 n=1.5 的棱镜，现有一束光线沿 MN 的方向射到棱镜的 AB 界面上，入射角的正弦值为 sini=0.75.求：（1）光在棱镜中传播的速率；（2）画出此束光线进入 棱镜后又射出棱镜的光路图，要求写出简要的分析过程.（不考虑返回到 AB 和 BC 面上的光线） .31、如图所示，半圆玻璃砖的半径 R=10cm，折射率为 n= ，直径 AB 与屏幕垂直并接触于 A 点。激光 a 以入射角 i =30射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在水平屏幕 MN 上出现

15、两个光斑。求两个光斑之间的距离 L。32、半径为 R 的 透明圆柱体固定于地面上，透明体对红光的折射率为 n=2，如图所示。今让一束平行于地面的红光射向圆柱体左侧，经折射红光照射到右侧地面上。求圆柱体右侧地面上的黑暗部分长度。33、如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，已知 ；一束极细 的光于 AC 边的中点垂直 AC 面入射， AC 边长为 2a，棱镜的折射率为，求光第一次从 BC 面射出时：光的折射角光在棱镜中传播的时间（设光在真空中传播速度为 c） 34、一底面半径为 R 的半圆柱形透明体的折射率为 ，横截面如图所示，O 表示半圆柱形截面的圆心。一束极窄的光线在横截面内从 AOB 边上的

16、A 点以 60的入射角入射，求：该光线从进入透明体到第一次离开透明体时，共经历的时间（已知真空中的光速为 c，；计算结果用 R、n、c 表示）。35、为测量一块等腰直角三棱镜 ABC 的折射率，用一束激光沿平行于 BC 边的方向射向直角边 AB 边，如图所示。激光束进入棱镜后射到另一直角边 AC 时，刚好能发生全反射。该棱镜的折射率为多少？二、选择题（每空？ 分，共？ 分）36、（2013 北京丰台期末）已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则A蓝光光子的能量较大 B在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大C从该玻璃中射入空气 发生反射时，蓝光的临界角较大D以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光的折射角较大37、酷热的夏天，在平坦的柏油公路