1、计算题 如图,置于空气中的一不透明容器中盛满某种透明液体.容器底部靠近左侧器壁处有一竖直放置的6.0cm高的线光源。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。开始时通过望远镜看不到线光源的任何一部分.将一光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时,通过望远镜刚好可能看到线光源底端。再将线光源沿同一方向移动8.0cm,刚好可以看到其顶端.求此液体的折射率
.

参考答案:
本题解析:解:若线光源底端在A点时,望远镜内刚好可以看到此光源底端,设过O点液面的法线为
,
为临界角。由折射定律得

① (2分)
同理,若线光源顶端平移到
点时,通过望远镜
刚好看到线光源顶端
点,则
② (1分)
由图中几何关系可得
③ (1分)
④ (1分)
联立②④⑤式得
⑤ (2分)
由题给条件可知
,
代入⑥式得
⑥ (2分)
考点:考查了光的折射
本题难度:一般
2、选择题 如图14-2所示为一块透明的光学材料的剖面图,在其上建立直角坐标系xOy,设该光学材料的折射率沿y轴正方向均匀减小.现有一束单色光a从原点O以某一入射角θ由空气射入该材料内部,则单色光a在该材料内部可能的传播途径是图14-3中的( )

图14-2

图14-3
参考答案:D
本题解析:我们可以将该光学材料分成水平的若干层,则光线每由下一层(光密介质)射入上一层(光疏介质)其折射角都会大于入射角,从而最终造成全反射,就如大气中的一种全反射(形成蜃景)一样,所以该单色光a在该材料内部可能的传播途径为D选项所示路线.本题正确选项为D.
本题难度:一般
3、选择题 如图所示,只含黄光和紫光的复色光束PO,沿半径方向射入空气中的玻璃半圆柱后,被分成两光束OA和OB沿如图所示方向射出。则

[? ]
A.OA为黄光,OB为紫光
B.OA为紫光,OB为黄光
C.OA为黄光,OB为复色光
D.OA为紫光,OB为复色光
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般
4、简答题 光纤是现代通讯普遍使用的信息传递媒介,它利用全反射原理来传递光信号.现有一根圆柱形光纤,已知制作光纤材料的折射率为n.假设光信号从光纤一端的中心进入.如图所示,为保证沿任意方向进入的光信号都能传递到另一端,n不能小于某一值.
(1)求n的最小值;
(2)沿不同方向进入光纤的光信号传递到另一端所用的时间会有所不同,求最长时间与最短时间的比值.

参考答案:(1)设光的入射角为i,折射角为r,根据折射定律得:sinisinr=n…(1)
当i趋于90°时,r最大,此时光在侧面的入射角最小,只要能保证此时光在侧面恰好发生全反射,
即能保证所有入射光都能发生全反射.即:sin(90°-r)=1n…(2)
联立以上两式,并注意到i=90°,可解得:n=
本题解析:
本题难度:简单
5、计算题 如题图所示,空气中在一折射率为
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°入射角照射到OA上,OB不透光,若只考虑首次入射到圆弧AB上的光,求:

(1)这束光在玻璃柱体内的折射角;
(2)这束光在玻璃柱体内的速度;
(3)圆弧AB上有光透出部分的弧长。
参考答案:(1)
(2)
(3)
本题解析:(1)根据
得
,所以
-----2分
(2)
---------2分
(3)光路图如图所示,由折射定律可求得设在C点恰好发生全反射

由
可求得C=450 ------2分
∠AOC=
则∠COD=
------------2分
弧AB上有光透出的部分弧长CD为
---------1分
考点:考查了光得折射,全反射
本题难度:一般
Better deny at once than promise long. 与其答应而不履行,不如马上拒绝。