徐州一中高二实验班物理光的折射练习题新课标人教版.docx

徐州一中高二实验班物理光的折射练习题 一块玻璃棱镜的主截面如图所示，玻璃的折射率为1.56 ，一条光线从 a 点射 入棱镜后，沿 ab 进行， ab 平行 cd。试画出光 线所走的路径， 并计算光线经过棱镜发生的偏向角。 2. 如图所示， AOB是 圆柱形玻璃砖截面图，玻璃砖的临界角为 30°。平行光垂直 AO面入射。试问圆柱体的 ACB表面上多大范围内有光线射出？ 3．用折射率为 2 的玻璃制成一个均匀的柱形玻璃砖，其截面图如图所示，如果 在玻璃砖两侧放上遮光挡板 M、N，挡板下面没有光源，挡板上面有垂直向下的平行 光射下来，问圆弧 ABCD的哪一部分的外面是亮的？ 4． 如图所示，一立方体玻璃砖，放在空气中，平行光束从立方体的顶面斜射 入玻璃砖，然后投射到它的一个侧面上．若全反射临界角为 42°，问： （1）此光线能否从侧面射出？ （2）若光线能从侧面射出，玻璃砖的折射率应满足什么条件？ 5. 如图所示，一个直角三棱镜的折射率为 2，当入射光线垂直于斜面射入，要求最后仍从这个面射出，求 α 角应满足的条件． 半径为 R 的半圆形玻璃砖截面如图所示， O点为圆心，光线 a 沿半径方向进入玻璃后恰好在 O 点发生全反射，光线 b 平行于光线 a，从最高点进入玻璃后折射到 MN上的 D点，已知光线 a 与 MN的夹角为 60°，求 OD的长度是多少？ 7．如右图所示， ABC为一直角三棱镜的截面， 其顶角 α=30o,P 为垂直于直线 BCO的光屏，现有一宽度等于 AB的单色平行光束垂直射向 AB面，结果在屏 P 上形 成一宽度等于 的光带，求棱镜对该单色光的折射 率。 8．如图所示， AOB是 1/4 圆柱玻璃砖的截面，玻璃砖的折射率为 ，今有一 平行光以 45°入射角射入玻璃砖的 OA平面，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 ? 9．一直角三棱镜，截面如图，∠ A＝ 300, ∠ B=600,BC边长为 2 3 L，一面大光 屏 MN平行于 BC，离 BC距离为 2L 处竖直放置，玻璃棱镜的折射率 n＝ 3 ，一束平 行 AC射到 AB面上，求：（1）屏上被照亮部分的竖直长度； （2）屏在什么位置时可消除中间阴影。 [ 参考答案 ] 1．两次折射转过 90° 2．孤长 的 范围内有光线射出 3．圆心正下方的圆心角为 60°的圆弧外表面是亮的 4．解析：该题主要考查的内容为折射定律和全反射的条件： (1) 因玻璃的临界 角为 C=42°，所以不论入射角 q1 为多少， q2 总小于 42°，折射光线在侧面的入射角q1′总大于 (90 °— 42°)=48°＞ C，因而光线在侧面要发生全反射而不能射出． 因 q2 总小于临界角，要在侧面能射出， q1′应小于临界角，即 q1 ′＜ C， q1′=90° -q 2＜ C，所以 C＞45°．这就要求玻璃的折射率 n 满足 ＞sin45= ，所 以． n 答案： (1) 不能 (2)n ＜ 5．解析：由于三棱镜的折射率 n＝2，据 sinC ＝得：C＝30°，即临界角为 30°．当光线从 AB面入射后，在 AC面和 BC面连续发生全反射的条件是：在 AC面，光线的入射角必须大于 30°．同理，在 BC面，光线的入射角也必须大于 30°．由于光线 在 AC面入射角等于 α 角，故 α30°．当光线从 AC面全反射到 BC面时，入射角等于∠ B，∠B 也必须大于 30。．又因为∠α＋∠ B＝90°，所以∠α＜ 60°．综上所述 30°＜α＜ 60°． 6．解：如图所示，先线 a 在 O点刚好发生全反射，临界角 C＝30°，有 n＝ 1/sin30 ° ＝2．设光线 b 进入玻璃的折射角为 r ， ＝n， sinr ＝ ， OD＝Rtgr ＝ OD＝ R． 7．解 : 如图所示 , 当单色平行光束垂直射向 AB 面时 , 入射光线在 AC 面上折射角 γ=α+θ, 而 tg θ= , θ=30o, γ=60o,n= 8．解：在 OA面发生折射，设折射角为 r ， 因为 n= 所以 sinr= = （2 分） 解得 r ＝30° （2 分） 设射到 AB面上的光线，其射出部分为 NB部分则∠ MNO应等于临界角 C， 因为 sinC ＝ 所以 C＝45° （ 4 分） 在△ MNO中，因为∠ OMN＝ 90°-r=60 ° 所以∠ MON＝180°-60 ° -C＝75° 所以射出光线部分 BN所对应的圆心角为 15°，占 AB面的 1/6 ． （ 5 分）