一、选择题
1.(2018·贵州六校联考)如图所示,实线为空气和水的分界面,一束蓝光从空气中的A点沿AO1方向(O1点在分界面上,图中O1点和入射光线都未画出)射向水中,折射后通过水中的B点.图中O点为A、B连线与分界面的交点.下列说法正确的是( )
A.O1点在O点的右侧
B.蓝光从空气中射入水中时,速度变小
C.若沿AO1方向射向水中的是一束紫光,则折射光线有可能通过B点正下方的C点
D.若沿AO1方向射向水中的是一束红光,则折射光线有可能通过B点正上方的D点
E.若蓝光沿AO方向射向水中,则折射光线有可能通过B点正上方的D点
解析:选BCD.据折射定律,知光由空气斜射入水中时入射角大于折射角,则画出光路图如图所示,知O1点应在O点的左侧,故A错;光从光疏介质(空气)进入光密介质(水)中时,速度变小,故B对;紫光的折射率大于蓝光,所以折射角要小于蓝光的,则可能通过B点正下方的C点,故C对;若是红光,折射率小于蓝光,折射角大于蓝光的,则可能通过B点正上方的D点,故D对;若蓝光沿AO方向射入,据折射定律,知折射光线不可能过B点正上方的D点,故E错.
2.(2015·高考北京卷)“测定玻璃的折射率”的实验中,在白纸上放好玻璃砖,aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面,如图所示.在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2,用“×”表示大头针的位置,然后在另一侧透过玻璃砖观察,并依次插上大头针P3和P4.在插P3和P4时,应使( )
A.P3只挡住P1的像
B.P4只挡住P2的像
C.P3同时挡住P1、P2的像
解析:选C.实验中,在插P3时,应同时挡住P1、P2的像;在插P4时,应同时挡住P3和P1、P2的像.选项C正确.
二、非选择题
3.(2015·高考江苏卷)人造树脂是常用的眼镜镜片材料.如图所示,光线射在一人造树脂立方体上,经折射后,射在桌面上的P点.已知光线的入射角为30°,OA=5 cm,AB=20 cm,BP=12 cm,求该人造树脂材料的折射率n.
解析:设折射角为γ,由折射定律知:=n
由几何关系知:sin γ=
且OP=
代入数据得n=≈1.5.
答案:(或1.5)
4.(2018·桂林市桂林中学模拟)一玻璃立方体中心有一点状光源.今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜,以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体.已知该玻璃的折射率为,求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值.
解析:将题所描述的光现象的立体图转化为平面图,考虑从玻璃立方体中心O发出的一条光线,假设它斜射到玻璃立方体上表面发生折射,如图所示,
根据折射定律有
nsin θ=sin α ①
式中,n是玻璃的折射率,入射角等于θ,α是折射角.
现假设A点是上表面面积最小的不透明薄膜边缘上的一点.由题意,在A点刚好发生全反射,故αA= ②
设线段OA在立方体上表面的投影长为RA,由几何关系有
sin θA= ③
式中a为玻璃立方体的边长.由①②③式得
RA= ④
由题给数据得RA= ⑤
由题意,上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是以RA为半径的圆.所求的镀膜面积S′与玻璃立方体的表面积S之比为
= ⑥
由⑤⑥得=.
答案:=