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1. 某种嵌在地面下的彩灯竖直截面(经过对称轴)的简化示意图如图所示,上表面是直径为6cm的圆,竖直截面是规格为6cm×7cm的长方形透明材料,中央竖线上有间隔均匀的7个灯槽,在灯槽4位置放入能发绿光的灯珠M后,发出的光线恰好在透明材料的上表面边缘发生全反射。下列说法正确的是( )
A.
材料对绿光的折射率为
B.
材料对绿光的折射率为
C.
若将能发红光的灯珠N安装在灯槽2位置,则红光一定都能从材料的上表面射出
D.
若将能发红光的灯珠N安装在灯槽6位置,则红光一定都能从材料的上表面射出
【考点】
光的全反射;
【答案】
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多选题
普通
能力提升
变式训练
拓展培优
换一批
1. 如图,一束红绿复色光,从空气中沿半径方向射入一透明均匀的半球体,光线与AB界面法线的夹角为
且在底面AB发生全反射,反射光射向PQ面,形成一个光斑。若
角逐渐减小至零,红绿光在AB面上的全反射现象会先后消失,并在MN面上先后出现光斑。已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率,MN和PQ面足够大。仅考虑光线在AB面发生的反射和折射,下列说法正确的是( )
A.
角逐渐减小,PQ面上的光斑数会从一变成两个
B.
角逐渐减小,MN面上会先出现红色光斑
C.
角逐渐减小过程中,MN面上可能同时存在两个光斑
D.
MN面上出现的红色光斑可能在绿色光斑的右侧
多选题
普通
2. 某同学从商场购买了一个质量分布均匀的透明“水晶球”,如图甲所示。该同学先测出了“水晶球”的直径为10cm,并标记了其中一条水平直径对应的两端点P、Q。球外某光源发出的一细束单色光从球上P点射向球内,当折射光线与水平直径PQ成
角时,出射光线与PQ平行,如图乙所示。已知光在真空中的传播速度为
, 下列说法正确的是( )
A.
“水晶球”的折射率为
B.
光在“水晶球”中的传播时间为
C.
增大过P点光线的入射角,光线出射时可能发生全反射
D.
若仅换用波长较长的入射光,则光在“水晶球”中的传播速度变大
多选题
普通
3. 如图所示,楔形玻璃的横截面
的顶角为
边上的点光源
到顶点
的距离为
, 光线射向
边,不考虑多次反射,从
边射出的最短时间为
, 其中
为光在真空中的传播速度,
, 则( )
A.
光在玻璃中的传播速度为
B.
玻璃的折射率为1.25
C.
从
点射向
点的光线恰好能发生全反射
D.
上的发光长度为
多选题
普通
1. 如图是截面为扇形的柱体玻璃砖,扇形截面的圆心角为60°,平面NOO'N'经过特殊处理,可以将射到它上面的光线全部吸收。与平面OMN平行的平行光线照射在整个MOO'M'平面上,入射角为
, 这些光线只有一部分能从弧面MNN'M'射出,已知玻璃对该光的折射率为
, 则弧面MNN'M'上能射出光线的面积占它表面积的百分比为( )
A.
75%
B.
50%
C.
35%
D.
15%
单选题
普通
2. 如图所示为某同学用激光笔测量一半圆形透明玻璃砖的折射率时的一个场景,则下面说法正确的是( )
A.
CO为入射光线,当入射光绕O点顺时针转动到一定程度时OA会消失
B.
CO为入射光线,当入射光绕O点逆时针转动到一定程度时OA会消失
C.
AO为入射光线,当入射光绕O点顺时针转动到一定程度时OC会消失
D.
AO为入射光线,当入射光绕O点逆时针转动到一定程度时OC会消失
单选题
容易
3. 某广场喷泉,在喷泉底部水平安装有五颜六色的圆形彩灯。如图所示,若所有彩灯均为圆盘状,直径均为
, 灯面到水面的距离均为
。已知红光在水中的折射率为
, 水池面积足够大。则下列说法正确的是( )
A.
每个灯盘在水面上的发光形状为环形
B.
红光灯盘在水面上的发光面积为
C.
红光灯盘在水面上的发光面积比绿光灯盘的大
D.
灯盘在水中的深度越大,其在水面上的发光面积就越小
单选题
普通
1. 如图所示为某透明介质材料制成的直角三角形柱体的截面,其中∠B=90°,∠BAC=60°,一细光束由AB的中点O斜射入介质,与AB边成30°角,该细光束在O点的折射光线与AC边平行。已知AB的边长为L,真空中的光速为c.求:
(1)
透明介质对该细光束的折射率;
(2)
细光束在柱体内的传播时间(不考虑细光束在AC边上的反射)。
解答题
普通
2. 光刻机是现代工业的集大成者,其最核心的部件为光源与光学镜头,对光点需做到精准定位。我国研制的某型号光刻机中光投影简化如图所示,ABOC为某种透明介质的截面图,三角形ABO为直角三角形,其中
, OCA为半径R的四分之一圆弧,BO与水平面MN垂直并接触于B点,一束单色光射向圆心O,与OA的夹角为
, 结果在水平面MN上出现亮斑.已知该介质对这种光的折射率为
, 光在真空中的传播速度为
求:
(1)
光在介质中的传播速度
当
时,光从O点射出的折射角
;
(2)
当
时,光射到MN面上的亮斑与B点间的距离
。
解答题
普通
3. 航空航天是人类拓展大气层和宇宙空间的产物。经过百余年的快速发展,航空航天已经成为21世纪最活跃和最有影响的科学技术领域之一,该领域取得的重大成就标志着人类文明的最新发展,也表征着一个国家科学技术的先进水平。
(1)
人类在不久的将来会从火星上采集一些“土壤”,带回地球进行研究,下列关于“土壤”研究结论的说法中正确的是( )
A.
含有的金属材料都是单晶体
B.
具有一定形状的属于多晶体
C.
具有固定熔点的一定是晶体
D.
显示各向同性都属于非晶体
(2)
大型钛合金构件在航天、航空领域应用广泛,我国使用激光焊接复杂钛合金构件的技术和能力已达到世界一流水平。若焊接所用的激光波长为
, 每个激光脉冲中的光子数目为n,已知普朗克常量为h、光速为c,则下列说法中正确的是( )
A.
激光焊接利用了激光的相干性
B.
激光的频率为
C.
激光光子的动量为
D.
每个激光脉冲的能量为
(3)
王亚平在天宫课堂中演示了水球光学实验。在完全失重时往水球中央注入空气形成了一个内含气泡的水球,其简化模型如图所示,气泡与水球同心。航天员观察到水球中的气泡特别明亮,这主要是因为光在气泡内表面发生了
现象。若这种现象是在P点恰好发生的,
, 则水的折射率为
。(
,
)
(4)
一航天飞机在完成某次维修任务后,在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道II,如图所示,A点为轨道II上的远地点,B点为轨道I上的近地点。不计空气阻力,则下列说法中正确的是( )
A.
该航天飞机在轨道II上经过A点的速度小于经过B点的速度
B.
该航天飞机在轨道I上经过A点时的加速度大于它在轨道II上经过A点时的加速度
C.
在轨道II上从A点运动到B点的过程中,航天飞机的加速度一直变大
D.
要从轨道I进入轨道II,该航天飞机需在A点进行减速制动
(5)
随着航空领域的发展,实现火箭回收利用,成为了各国都在重点突破的技术。为了减缓对地的碰撞,设计师在返回火箭的底盘安装了电磁缓冲装置。该装置的主要部件有两部分:①缓冲滑块,由高强绝缘材料制成,其内部边缘绕有闭合单匝正方形线圈abcd;②火箭主体,包括绝缘光滑缓冲轨道MN、PQ和超导线圈(图中未画出),超导线圈能产生方向垂直于整个缓冲轨道平面的匀强磁场。当缓冲滑块接触地面时,滑块立即停止运动,此后线圈与火箭主体中的磁场相互作用,火箭主体一直做减速运动直至达到软着陆要求的速度,从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时,火箭主体的速度大小为
, 经过时间t火箭着陆,此时火箭速度为
;线圈abcd的电阻为R,其余电阻忽略不计;ab边长为l,火箭主体质量为m,匀强磁场的磁感应强度大小为B,重力加速度为g,一切摩擦阻力不计,求:
(1)缓冲滑块刚停止运动时,线圈ab边两端的电势差
;
(2)缓冲滑块刚停止运动时,火箭主体的加速度大小;
(3)火箭主体的速度从
减到
的过程中系统产生的电能。
解答题
普通