1、计算题 投影仪的镜头是一个半球形的玻璃体,光源产生的单色平行光投射到平面上,经半球形镜头折射后在光屏MN上形成一个圆形光斑。已知镜头半径为R,光屏MN到球心O的距离为d(d>3R),玻璃对该单色光的折射率为n,不考虑光的干涉和衍射。求光屏MN上被照亮的圆形光斑的半径。

参考答案:
本题解析:如图所示,光线入射到D点时恰好发生全反射

根据全反射定律可得:
(2分)
又因为
(2分)
(2分)
解得
(2分)
考点:考查了光的折射、全反射
本题难度:一般
2、计算题 如图所示有一根玻璃管,内径为d,外径为2d,折射率为n=
,图乙是它的截面.有一束光线从玻璃管的外侧面上的A点垂直于玻璃管中心轴线射入.若入射角α为60°,则有无光线从玻璃管的外壁射出玻璃管?如果有,则有光线射出的位置有几处,并求出各处射出的光线与A点入射光线的夹角是多大?如果没有,请说明理由.需作出光路图。

参考答案:解:设光从玻璃到空气临界角为C,sinC=
,得30°<C<45°?
设光进入玻璃管时折射角为θ,射向内表面的入射角为β
据折射定律有:sinα=nsinθ,得θ=30°
此时光线刚好与玻璃内表面相切,光照射到外表面时的入射角β为30°,因30°<C<45°,可知入射角β小于C,则有光射出玻璃管
由光路可逆分析,折射光线对应的折射角为60°,此时射出的光线2与A点入射光线1的夹角为60°;在此位置有部分光线发生反射,再在另一位置出射,其入射角为30°,对应的折射角为60°,此时射出的光线3与A点入射光线1的夹角为180°;还有部分光线进一步发生反射在A点处出射,此时射出的光线4与A点入射光线1的夹角为60°
故有光线射出的位置有三处,各处射出的光线与A点入射光线的夹角分别为:第一处60°(或120°);第二处180°;第三处60°(或120°)

本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 如图所示,空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体,其内圆半径为r,外圆半径为R,R=
r.现有一束单色光垂直于水平端面A射入透明柱体,只经过两次全反射就垂直于水平端面B射出.设透明柱体的折射率为n,光在透明柱体内传播的时间为t,若真空中的光速为c,则( ).

A.n可能为
B.n可能为2
C.t可能为
D.t可能为
参考答案:AB
本题解析:根据题意可画出光路图如图所示,则两次全反射时的入射角均为45°,所以全反射的临界角C≤45°,折射率n≥
=
,A、B项均正确;波在

介质中的传播速度v=
≤
,所以传播时间t=
≥
,C、D两项均错误.
本题难度:一般
4、计算题 (选修3-4选做题)
如图所示,某种透明液体的折射率为n,在液面下深为h处有一点光源S,现有一不透光的圆形薄板置于液面,其圆心O在S的正上方。要使观察者从液面上任一位置都不能看到点光源S,则该圆形薄板的半径R至少为多大?

参考答案:解:
由图中几何关系得
?
?
解得
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 下列现象中属于光的全反射现象的是( ? )
A.阳光照射存肥皂泡上,常看到肥皂泡上有彩色花纹
B.玻璃中的气泡,有时看上去特别明亮
C.在阳光下用白纸对着凹镜前后移动时,在一定距离处纸上会出现耀眼的光斑
D.飞机在阳光下作特技飞行时,有时会看到飞机突然变得非常明亮
参考答案:B
本题解析:
本题难度:简单