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1. 在桌面上有一倒立的玻璃圆锥,其顶点恰好与桌面接触,圆锥的轴(图甲中虚线)与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形,如图所示。有一半径为r的圆柱形的平行光束垂直入射到圆锥的底面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为1.6 ,则光束在桌面上形成的光斑面积为( )
A.
3πr
2
B.
4πr
2
C.
5πr
2
D.
6πr
2
【考点】
光的全反射;
【答案】
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单选题
容易
基础巩固
能力提升
变式训练
拓展培优
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1. 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
2. 如图所示,楔形透明物体的横截面POQ的顶角为
, 该材料折射率为
, OP边上的点光源S到顶点O的距离为d,不考虑多次反射,OQ边上有光线射出部分的长度为( )
A.
2d
B.
C.
d
D.
单选题
容易
3. 下图是一个1/4圆柱体棱镜的截面图,图中E、F、G、H将半径OM分成5等份,虚线EE
1
、FF
1
、GG
1
、HH
1
平行于半径ON,ON边可吸收到达其上的所有光线.已知该棱镜的折射率n=5/4,若平行光束垂直入射并覆盖OM,则光线( )
A.
不能从为圆弧NF
1
射出
B.
只能从为圆弧NG
1
射出
C.
只能从为圆弧NH
1
射出
D.
只能从为圆弧H
1
M射出
单选题
容易
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. 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
3. “超短激光脉冲展宽”曾获诺贝尔物理学奖,其主体结构的截面如图所示。在空气中对称放置四个相同的直角三棱镜,三棱镜的顶角为θ,相邻两棱镜间的距离为d。两频率不同的光脉冲同时垂直射入第一个棱镜左侧面某处,经过前两个棱镜后平行射向后两个棱镜,再经过后两个棱镜重新合成为一束,并从第四个棱镜右侧面射出。两光脉冲出射时有一时间差
, 从而完成脉冲展宽。则( )
A.
频率较高的光脉冲先从出射点射出
B.
θ必须大于某一值才能实现光脉冲展宽
C.
垂直入射点不同,
也不同
D.
d一定时,θ越小,
也越小
单选题
普通
1. 如图所示,正三角形ABC为玻璃薄板,以正三角形ABC的几何中心O点为圆心挖出一圆孔,现将一点光源放置在O点处,该光源向各方向发光均匀且发射波长为
的红光,CH为AB边的中垂线。已知正三角形ABC玻璃薄板对红光的折射率为
, 光在真空中的传播速度为c,
,
, 求:
(i)红光在正三角形ABC玻璃薄板中传播时的波长;
(ii)在射到AB边的光子中能直接从AB边射出和不能直接从AB边射出的光子个数比(不考虑多次反射)。
解答题
困难
2. 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
3. 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
多选题
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. 如图所示,一束平行于直角三棱镜截面ABC的单色光从真空垂直BC边从P点射入三棱镜,P点到C点的距离为1.6L,AB边长为3L,光线射入后恰好在AC边上发生全反射。已知∠C = 37°,光在真空中的传播速度为c,sin37° = 0.6,cos37° = 0.8,求:
(1)
该三棱镜的折射率n;
(2)
光线从BC边传播到AB边所用的时间t(只考虑一次反射)。
解答题
容易