1、计算题 (10分)如图,一透明球体置于空气中,球半径R=10cm,折射率n=
?.MN是一条通过球心的直线,单色细光束AB平行于MN射向球体,B为入射点,AB与MN间距为5
?cm,CD为出射光线.
(1)补全光路并求出光从B点传到C点的时间;
(2)求CD与MN所成的角α.(写出求解过程)

参考答案:(1) t=
?10-9s.(2)α=30°
本题解析:1)连接BC,如图?(2分)

在B点光线的入射角、折射角分别为i、γ,
sini=
?.所以,i=45°?(2分)
由折射定律:在B点有n=
?,(1分)
sinγ=
?,故γ=30°;?(2分)
BC=2Rcosγ,v=
?
t=
10-9s.?(1分)
(2)由几何关系可知∠COP=15°,∠OCP=135°,α=30°?(2分)
本题难度:一般
2、填空题 在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,一同学在纸上画出玻璃砖界面ab、cd,在插了4枚大头针后画出了光路图,如图中①所示,测得的玻璃砖的折射率可表示为______(用图中给出的字母表示).若该同学在实验中,插大头针P3、P4时不小心使玻璃砖向下发生了平移,如图中②所示,但是他依然用原来画的边界画了光路图,他测出的折射率与玻璃砖折射率相比______.(“偏大”“偏小”或“相同”)

参考答案:

根据折射定律可知,玻璃砖的折射率可表示为n=sinisinr.
如右图所示,黑线表示玻璃砖向下平移后实际的光路图,红线表示作图光路图,由图看出,黑线与红线平行,说明画图时的入射角、折射角与实际的入射角、折射角相等,由折射定律可知,测出的折射率与玻璃砖折射率相比相同.
故答案为:sinisinr,相同
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 (10分)在真空中有一正方体玻璃砖,其截面如图所示,已知它的边长为d.在AB面上方有一单色点光源S,从S发出的光线SP以60°入射角从AB面中点射入,当它从侧面AD射出时,出射光线偏离入射光线SP的偏向角为30°,若光从光源S到AB面上P点的传播时间和它在玻璃砖中传播的时间相等,求点光源S到P点的距离。

参考答案:L=
d(
本题解析:(10分)光路图如图所示,由折射定律知,光线在AB面上折射时有n=
(1分)
在BC面上出射时n=
(1分)

由几何关系有
+β=90°(1分)
δ=(60°-
)+(γ-β)=30°(1分)
联立以上各式并代入数据解得
=β=45°,γ=60°(1分)
所以n=
(1分)
光在棱镜中通过的距离s=
d=
t(2分)
设点光源到P点的距离为L,有L=ct(1分)
解得L=
d(1分)
本题难度:一般
4、选择题 光从空气进入某介质,当入射角是53°时,折射角为37°;则当入射角为0°时的折射角和介质的折射率分别是(sin37°=0.6,sin53°=0.8)( )
A.0°和0
B.0°和1
C.0°和1.33
D.90°和0.75
参考答案:根据折射定律得:n=sin53°sin37°=43=1.33.当入射角为0°时,则折射角为0°.故C正确,A、B、D错误.
故选C.
本题解析:
本题难度:简单
5、简答题 如图所示,是一种液体深度自动监测仪示意图,在容器的底部水平放置一平面镜,在平面镜上方有一光屏与平面镜平行.激光器发出的一束光线以60°的入射角射到液面上,进入液体中的光线经平面镜反射后再从液体的上表面射出,打在光屏上形成一亮点,液体的深度变化后光屏上亮点向左移动了2
dm,已知该液体的折射率n=.求:
(1)光在该液体中的传播速度;
(2)液面高度的变化量;
(3)液体的深度变化前后激光从发出到打到光屏上的时间变化了多少.
参考答案:

设入射角为α,折射角为β,原来液面深度为h,液面深度增加△h,屏上光点移动的距离
s=2
本题解析:
本题难度:一般