2014年高考物理试题分类汇编:光学
34.物理选修342014新课标全国卷Ⅰ2一个半圆柱形玻璃砖,其横截面是半径为R的半圆,AB为半圆的直径,O为圆心,如图所示.玻璃的折射率为
=一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面,若光线到达上表面后,都能从该表面射出,则入射光束在AB上的最大宽度为多少?3一细束光线在O点左侧与O相距2R处垂直于AB从下方入射,求此光线从玻璃砖射出点的位置.2R略解析在O点左侧,设从E点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角θ,则OE区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出,如图所示,由全反射条件有
1si
θ=
①由几何关系有OE=Rsi
θ②由对称性可知,若光线都能从上表面射出,光束的宽度最大为l=2OE③联立①②③式,代入已知数据得l=R④3设光线在距O点2R的C点射入后,在上表面的入射角为α,由几何关系及①式和已知条件得
α=60°θ⑤
光线在玻璃砖内会发生三次全反射.最后由G点射出,如图所示,由反射定律和几何关系得
3OG=OC=2R⑥射到G点的光有一部分被反射,沿原路返回到达C点射出.2014新课标Ⅱ卷物理选修3-42一厚度为h的大平板玻璃水平放置,其下表面贴有一半径为r的圆形发光面,在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片,圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上,已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线不考虑反射,求平板玻璃的折射率.h34.答案1BCE22
f解析1由Q点的振动图像可知,t=010s时质点Q沿y轴负方向运动,A项错误;由波的图像可知,波向左传播,波的周期T=02s,振幅A=10cm,t=010s时质点P向3上运动,经过015s=4T时,即在t=025s时,质点振动到x轴下方位置,且速度方向向λ8上,加速度方向也沿y轴正方向,B项正确;波动速度v=T=02ms=40ms,故从t=010s到t=025s,波沿x轴负方向传播的距离为x=vt=6m,C项正确;由于P点不是3在波峰或波谷或平衡位置,故从t=010s到t=025s的4周期内,通过的路程不等于3A=2π30cm,D项错误;质点Q做简谐振动的振动方程为y=Asi
Tt=010si
10πt国际单位制,E项正确.2如图所示,考虑从圆形发光面边缘的A点发出的一条光线,假设它斜射到玻璃上表面的A′点折射,根据折射定律有
si
θ=si
α①式中
是玻璃的折射率,θ是入射角,α是折射角.
π现假设A′恰好在纸片边缘,由题意,在A′点刚好发生全反射,故α=2r