《折射定律的应用》折射定律的应用 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《折射定律的应用》折射定律的应用

1单选题

如图所示，三棱镜的顶角是30°，出射光线与入射光线的夹角为15°(真空中光速c=3.0×10_ m/s)，则该三棱镜的折射率是(       )

A
$\sqrt {3}$
B
$\sqrt {2}$
C
1.2
D
1.5

题目答案

B

答案解析

分析：

光线射到右直角边折射时，已知入射角和折射角，根据折射定律求折射率．

解答：

解：由光路可逆得：若光线从空气射入右直角边时，入射角为 θ$_1$=45°时，折射角为：θ$_2$=30°

则三棱镜的折射率为：n=$\frac {sinθ$_1$}{sinθ$_2$}$=$\sqrt {2}$．

所以选B．

点评：

本题中，由于光是从三棱镜射向空气，可根据光路可逆性确定入射角和折射角．在应用折射定律公式时，要注意公式的条件中光是从空气射入三棱镜，求出的折射率不能小于1．

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2单选题

如图所示，一块对面平行的玻璃砖厚度为L，现测得该玻璃砖的折射率为$\sqrt {3}$，若光从真空中射入其上表面的入射角为60°，光在真空中的速度为c．则光在玻璃中传播的时间为(        )

A
$\frac {2L}{c}$
B
$\frac {L}{c}$
C
$\frac {2L}{$\sqrt {3}$c}$
D
$\frac {L}{$\sqrt {3}$c}$

题目答案

A

答案解析

分析：

通过几何关系求出光在玻璃中传播的路程，由n=$\frac {c}{v}$求出光在玻璃中传播的速度，即可求得传播时间t．

解答：

解：作出光路图如图，由题图知，i=60°

根据折射定律有：n=$\frac {sini}{sinr}$

得：sinr=$\frac {sini}{n}$=$\frac {sin60°}{$\sqrt {3}$}$=0.5

则得：r=30°

光在玻璃中传播的路程为：S=$\frac {L}{cos30°}$

光在玻璃中传播的速度为：v=$\frac {c}{n}$

则光在玻璃中传播时间为：t=$\frac {S}{v}$

联立解得：t=$\frac {2L}{c}$，所以答案选A．

点评：

本题是几何光学问题，对数学几何能力要求较高，关键要作出光路图，运用几何知识求光传播的距离和侧移量．

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3单选题

半圆形玻璃砖的横截面如图所示，O点为圆心，OO′为直径MN的垂线，足够大的光屏PQ与直径MN垂直并接触于N点，已知半圆形玻璃砖的半径R=10cm，折射率n=$\sqrt {3}$，一细束激光沿半径方向射向圆心O点，入射光线与OO′夹角θ=30°，光屏PQ上出现两个光斑，则这两个光斑之间的距离为（　　）

A
$\frac {20$\sqrt {3}$}{3}$cm
B
5$\sqrt {3}$cm
C
$\frac {40$\sqrt {3}$}{3}$cm
D
20$\sqrt {3}$cm

题目答案

C

答案解析

分析：

光线在AB面上发生反射和折射，在水平屏幕MN上出现两个光斑，根据折射定律结合几何关系求出两个光斑之间的距离

解答：

解：画出如图光路图，



设折射角为r，根据折射定律：

n=$\frac {sinr}{sinθ}$

则得：sinr=nsinθ=$\sqrt {3}$×sin30°=$\frac {$\sqrt {3}$}{2}$

解得：r=60°

根据几何关系，两个光斑之间的距离为：

L=PN+NQ=Rtan60°+Rtan30°=10×$\sqrt {3}$+10×$\frac {$\sqrt {3}$}{3}$cm=$\frac {40}{3}$$\sqrt {3}$cm，故C正确，ABD错误；

故选：C．

点评：

对于几何光学，作出光路图是解答的关键的依据，要注意运用结合几何知识研究两个光斑间的距离．

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4单选题

为了观察门外情况，有人在门上开一小圆孔，将一块圆柱形玻璃嵌入其中，圆柱体轴线与门面垂直．从圆柱底面中心看出去，可以看到的门外入射光线与轴线间的最大夹角称做视场角．已知该玻璃的折射率为n，圆柱长为l，底面半径为r，则现场角是(　　)

A
arcsin$\frac {nl}{$\sqrt {}$}$
B
arcsin$\frac {nr}{$\sqrt {}$}$
C
arcsin$\frac {r}{n$\sqrt {}$}$
D
arcsin$\frac {l}{n$\sqrt {}$}$

题目答案

B

答案解析

分析：

作出光路图，根据几何知识求出折射角的正弦，再由折射定律求解视场角．

解答：

解：作出光路图如图所示．

由几何关系解得

sinθ$_2$=$\frac {r}{$\sqrt {}$}$

由光的折射规律得

sinθ$_1$=nsinθ$_2$=$\frac {nr}{$\sqrt {}$}$

所以θ$_1$=arcsin$\frac {nr}{$\sqrt {}$}$

故选B

点评：

对于几何光学问题，正确 画出光路图是解答的基础，同时要充分运用几何知识，辅助求解．

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