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高中物理典型例题集锦(五)


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高中物理典型例题集锦(五)
光学部分 53、如图 48-1 所示,折射率为 n 的玻璃砖的两面是平行的,玻璃砖厚度为 h,一束细 光束射到玻璃砖上表面的入射角为 i, 光线一部分从上表面反 射回空气中; 另一部分折射入玻璃砖, 在玻璃砖下表面发生反 射,又在上表面折射后射入空气中。求:上表面的反射光线 I 与下表

面反射,折射回到空气的光线 II 的侧移距离为多少? 分析与解:光路图如图 48-2 所示。光线射到 A 点,反射 光线为 I,折射光线射到下表面 C 点再反射到上表面 B 点,形 成折射光线 II。 由折射定律知: 由图知:AB=2htgr [2] 光线Ⅱ相对 I 的侧移距离 d 为:d=ABcosi [3] 联立解[1][2][3]式得:d= 54、如图 49-1 所示,三角形 ABC 为一等腰直角三棱镜的主 截面。令一单色光线 DE 平行于 AB 面从空气中自 AC 面射入,经 AB 面反射后从 BC 面射出,FG 为出射光线,光线 DE、FG 的走向 图 49-1 均可用插针法实验确定出来。(1)试用几何作图法在图中画出在 棱镜内的光路走向,(2)证明:射到 AB 面上的光线一定发生全反 射。 分析与解:(1) 光线 DE 射到 AC 面上发生折射,折射光线射 到 AB 面上被反射到 BC 面又从 BC 面折射出去形成光线 FG。题目 图 49-2 要求画出棱镜对入射光线的折射→反射→折射的光路。先延长 DE 与 AC 的交点为 O1,O1 是入射点。再反向延长 FG,与 BC 的交点 O2,O2 是出射点。只要能
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图 48-1

[1]

图 48-2

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找出 AB 面上的反射点 P 就可以画出准确的光路图。从 O1 点射到 P 点的光线,被 AB 面反射 后,反射光线应从 P 点射到 O2。入射光线 O1P 和反射光线 PO2 应符合反射定律。根据反射 定律,平面镜成像的对称性,我们可把 O1 想象成点光源,它的像点 O1’关于 AB 面对称, 点光源 O1 射到 AB 面上的光线,被 AB 面反射后都好像由 O1’射出的一样,我们连接 O1’O2 与 AB 的交点 P 即为所求。 根据上面的分析得到作图的顺序是:先延长 DE、FG 确定入射点 O1 和出射点 O2,再作 出 O1 点关于 AB 的对称点 O1’,连接 O1’O2 与 AB 交于 P 点,作 O1P 是 AC 折射后射到 AB 面 的入射光线,作 PO2 是 AB 面反射光线。光路图如 49-2 所示。 说明:本题关键是确定 P 点,重要的一步是把 O1 设想为点光源。将 AB 作平面镜处理, 十分巧妙。 (2)证明:设棱镜折射率为 n,在图中,对于△PO1M,其外角∠AMO1=r+α 即:45°=r+α =r+(90°-i‘) 所以 i’=45°+r 即:sini’=sin(45°+r)=sin45°cosr+cos45°+sinr [1] 又:n=sini/sinr=sin45°/sinr 所以 sinr= [2]

cosr=

=

[3]

把[2]、[3]式代入[1]式得:sini’= 由于 n>1,所以 +1>2

即 sini’>1/n ,光线射到 AB 面上一定发生全反射。 原子物理部分 55.对于宇宙的形成,在当代占主要地位的看法是:我们的宇宙诞生于 150 亿~200 亿年前的一次大爆炸,其主要依据是[ ] (1)光谱分析得到的红移现象,即星体离我们远去 (2)天然放射现象
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(3)牛顿运动定律 (4)月球运动中的各种现象 A.(1)、(2) B.(1)、(3) C.(3)、(4) D.(2)、(3) 答案:B

(完)

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