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1、计算题 如图所示,一圆柱形容器底面直径和高度相等,当在S处沿容器边缘的A点方向观察空筒时,刚好看到筒底圆周上的B点,保持观察点位置不变,将筒中注满某种液体,可看到筒底的中心点O,试求这种液体的折射率为多少?

参考答案:解:入射角有
? 折射角有
?
? 
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 如图所示,扇形AOB为透明柱状介质的横截面,半径为R,介质折射率为
,圆心角∠AOB=90°,MN为其对称轴,一束平行于对称轴的单色光由OA面射入介质.要使柱体AB面没有光线射出,需在O点垂直于对称轴MN放置一遮光板,则遮光板的长度至少为( )
A.R
B.R
C.
D.
参考答案:设在OA面上的一点P入射的光线恰好不能从AB面射出,经过折射在AB面的N点方式全反射.
由几何关系可知光从P点射入时的入射角θ=45°,由折射定律:
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 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=
.真空中光速c=3.0×108 m/s,不考虑经液面反射的光线。求:
(1)光在该液体中传播速度的大小;
(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:解: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
dm,n=
,c=3.0×108 m/s,α=60°
(1)光在该液体中的传播速度为:v=
×108 m/s
(2)光路图如图所示

根据折射定律n=
,得β=30°
由几何关系得2htanβ+2△htanα=2(△h+h)tanβ+s
△h=
=1.5 dm
(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为
△t=
=0
本题解析:
本题难度:一般
4、计算题 一半径为R的1/4球体放置在水平桌面上,球体由折射率为
的透明材料制成。现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线,平行于桌面射到球体表面上,折射入球体后再从竖直表面射出,如图所示。已知入射光线与桌面的距离为
,求出射角θ。

参考答案:解:设入射光线与1/4球体的交点为C,连接OC,OC即为入射面的法线,因此,图中的角α为入射角。过C点作球体水平表面的垂线,垂足为B,依题意,∠COB=α。又由△OBC知
①

设光线在C点的折射角为β,由折射定律得
②
由①②式得β=30° ②
由几何关系知,光线在球体的竖直表面上的入射角γ(如图所示)为30°,由折射定律
④
因此
解得θ=60° ⑤
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 如图所示,两块相同的玻璃等腰三棱镜ABC置于空气中,两者的AC面相互平行放置,由红光和蓝光组成的细光束平行于BC面从P点射入,通过两棱镜后,变为从a、b两点射出的单色光,对于这两束单色光说法不正确的是(?)

A.从a射出的光在玻璃中传播速度比从b射出的光大
B.从a点射出的为红光,从b点射出的为蓝光
C.从a射出的光在玻璃中的折射率比从b射出的光大
D.从a、b两点射出的单色光仍平行,且平行于BC
参考答案:C
本题解析:根据光路的可逆性,从a、b两点射出的光线与入射光线平行,则从a、b两点射出的单色光仍平行,且平行于BC面,D正确;红光的折射率小于蓝光的折射率,光线经过三棱镜ABC后红光的偏折角小于蓝光的偏折角,进入三棱镜CBA后,从a点射出的为红光,从b点射出的为蓝光,B正确、C错误;由
,红光的折射率小于蓝光的折射率,则在玻璃中红光的传播速度大于蓝光的传播速度,A正确。
本题难度:一般