高中物理单元测试——第四章光(适中版02)
2026-08-01
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版选择性必修 第一册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第四章 光 |
| 类型 | 作业-单元卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.01 MB |
| 发布时间 | 2026-08-01 |
| 更新时间 | 2026-08-01 |
| 作者 | 学科网轻测 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-08-01 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59025829.html |
| 价格 | 10.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
高中物理第四章“光”单元测试(适中版02),覆盖折射、偏振、干涉、衍射、全反射等核心知识点,通过生活情境(手机偏振、肥皂膜干涉)与实验探究(双缝干涉测波长、插针法测折射率),考查物理观念与科学思维,适配单元复习巩固。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|7/28|折射成因、偏振现象、薄膜干涉|结合手机屏幕偏振等生活实例,考查光的传播与相互作用观念|
|多选题|3/18|光的频率与折射率、衍射应用|以激光测细丝粗细为情境,体现科学探究与社会责任|
|实验题|2/15|双缝干涉测波长、插针法测折射率|注重实验操作与误差分析,培养科学探究能力|
|解答题|3/39|折射定律、全反射、传播时间计算|以陈皮茶、三棱镜等为模型,考查科学推理与模型建构|
内容正文:
高中物理单元测试 —— 第四章 光(适中版02)(原卷版)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.(本题4分)光射到两种不同介质的分界面,分析其后的传播情形可知( )
A.发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同
B.光总会分为反射光和折射光
C.折射光与入射光的传播方向总是不同的
D.折射现象的出现说明光是纵波
2.(本题4分)如图,将手机放在水平桌面上,在手机上方依次放有偏振片无论怎样转动偏振片P和Q,无论怎样转动偏振片Q都无法观察到屏幕上的字。撤去Q,并将手机在水平面内旋转,此过程中观察到屏幕的亮度( )
A.变暗 B.变亮
C.不变 D.先变亮后变暗
3.(本题4分)在酒精灯的灯芯上撒一些食盐,灯焰就能发出明亮的黄光。把铁丝圈在肥皂水中蘸一下,让它挂上一层薄薄的液膜。把这层液膜当作一个平面镜,用它观察灯焰,下列说法正确的是( )
A.换用不同颜色的光做实验时,亮条纹的间距保持不变
B.肥皂膜上的条纹是光线在液膜后表面发生干涉现象所致
C.可利用薄膜干涉的原理检测精密仪器光学平面的平滑度
D.液膜厚度相同的位置,前后表面反射光的路程差是不同的
4.(本题4分)用如图所示的装置来做双缝干涉实验,已知强光源输出平行白光,光源到双缝的距离为,双缝到半透明屏幕距离为。则以下说法正确的是( )
A.仅减小,屏幕上的条纹间距将变大
B.仅去除蓝色滤光片,屏幕上出现黑白相间的干涉条纹
C.仅把蓝色滤光片换成红色滤光片,屏幕上的条纹间距变大
D.去除蓝色滤光片,在双缝的两条缝前分别放黄色和蓝色滤光片,屏幕将出现绿色干涉条纹
5.(本题4分)利用如图甲所示的装置进行双缝干涉实验,使用波长为的橙色光照射,得到如图乙所示的条纹,其中为中央亮条纹,为与其相邻的一条亮条纹。现改用波长为的紫光照射,则( )
A.和都呈现亮条纹 B.和都呈现暗条纹
C.为暗条纹,为亮条纹 D.为亮条纹,为暗条纹
6.(本题4分)如图所示,一光束包含两种不同频率的单色光,从空气射向两面平行玻璃砖的上表面,玻璃砖下表面有反射层,光束经两次折射和一次反射后,从玻璃砖上表面分为a、b两束单色光射出。下列说法正确的是( )
A.a光的频率小于b光的频率
B.光束a在玻璃中的传播速度较大
C.出射光束a、b一定不平行
D.a、b两色光从同种玻璃射向空气时,a光发生全反射的临界角小
7.(本题4分)如图所示,一段横截面为圆形的粗细均匀的光导纤维被弯成半圆形状,光导纤维的横截面直径为d,折射率为n,光导纤维外部可认为是真空区域。如果将一束平行光垂直于光导纤维的水平端面A射入,并使之全部从水平端面B射出,为保证光信号一定能发生全反射,光纤中心轴线的转弯半径R应不小于( )
A. B. C. D.
二、多选题
8.(本题6分)图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“幻日”的示意图,图乙为太阳光穿过六角形冰晶的过程。a、b是其中两种单色光的光路,则在冰晶中( )
A.a的折射率比b的小 B.a的频率比b的大
C.a的波长比b的大 D.a的传播速度比b的大
9.(本题6分)在抽制很细的金属丝的过程中,可以用激光随时监测抽丝的粗细情况。其装置如图甲所示,在抽丝机的细丝出口附近,用一束激光沿与细丝垂直的方向照射细丝,在细丝的另一侧用光屏接收激光。工作人员通过观察光屏上明暗相间亮斑的情况(如图乙所示为沿激光传播方向看到的光屏情况),便可知道抽制出的细丝是否合格。对于这种监控抽丝机的装置,下列说法中正确的是( )
A.这是利用光的干涉现象
B.这是利用光的衍射现象
C.如果屏上条纹变宽,表明细丝粗了
D.如果屏上条纹变宽,表明细丝细了
10.(本题6分)在水池底部放置三个防水线性光源,构成如图所示的等腰直角三角形发光带。现往水池中注入不同深度的水,水面上可能形成的亮斑形状是( )
A. B.
C. D.
三、实验题
11.(本题6分)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中(实验装置如图甲),双缝间距,双缝到光屏间的距离,实验时,接通电源使光源正常发光,调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
(1)下列说法正确的是( )
A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在光屏中心时,应放上单缝和双缝
B.测量某条干涉亮条纹位置时,应使测量头分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐
C.将滤光片由紫色换成红色,干涉条纹间距变宽
D.为方便起见,可用测量头直接测出相邻两条亮条纹间的距离,再根据求出波长
(2)正确操作后,该组同学用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图乙所示,分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为27.50mm,在图中B位置时游标卡尺读数如图丙所示。
该单色光的波长______m(保留两位有效数字)。
(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图丁所示,则在这种情况下测量干涉条纹的间距时,真实值______(选填“大于”“小于”或“等于”)测量值。
12.(本题9分)如图所示,ABC为由某种材料制成的三棱镜,某同学用“插针法”来测量此三棱镜的折射率,主要实验步骤如下:
(1)先在木板上铺一张白纸,然后画出棱镜的界面,如图所示。在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2,用“•”表示大头针的位置,然后在另一侧透过棱镜观察,并依次插上大头针P3和P4,利用相关实验器材测出棱镜的折射率,下列说法正确的有___________。
A.P3只需挡住P2的像
B.P4挡住P3的同时,还要挡住P2和P1的像
C.该实验除刻度尺外,还必须使用量角器
D.该实验可以只用刻度尺,无须使用量角器
(2)经正确操作,四枚大头针的插孔位置如图所示,请在图上作出实验光路图___________。
(3)依据光路图,可测得该棱镜的折射率为___________(计算结果保留3位有效数字)。
(4)为了减小实验误差,下列操作正确的是___________。
A.为减小作图误差,P1和P2、P3和P4的距离应适当大一些
B.为减小测量误差,P1和P2连线与棱镜界面法线的夹角应适当大一些
C.为减小测量误差,在判断针与像是否在同一直线时,应该观察大头针的头部
D.实验中三棱镜在纸上的位置不可移动,可用三棱镜代替尺子画出边界线以固定三棱镜在纸上的位置
(5)若该同学在作出棱镜界面时,把棱镜右侧界面画成AC′(真实界面为AC),则该同学测量出三棱镜折射率比真实值___________(填“大”、“小”或“相等”)。
四、解答题
13.(本题10分)陈皮茶有消暑、理气健脾等功效。如图所示为一杯没有满的陈皮茶,现用一束激光从A点发射,刚好从陈皮茶的上表面B点射入,激光射在杯子底面最左端的C点,过B点作底边CE的垂线交于D点。DE的长度,CD的长度,AB与BC的长度相等都是s=3.0cm,求:
(1)陈皮茶的折射率n;
(2)激光从A到C的时间()
14.(本题13分)直角三角形ABC为某透明玻璃三棱镜的截面图,,在截面上某一束足够强的细光束从AB边与AB边成角由真空射入三棱镜,恰好在AC边上发生全反射,AB边长度为L,光在真空中传播速度为。求:
(1)玻璃的折射率;
(2)把细光平移到AB边中点入射,求光第一次传播到AC边的时间。
15.(本题16分)如图所示,某柱状透明工艺品的截面形状是圆心角为、半径为的扇形,一束单色平行光沿与面成角的方向射向面,经面折射进入该柱状介质内,已知折射光线均平行于面。
(1)求该柱状介质的折射率;
(2)求弧面有光线射出的部分对应的弧长(不考虑二次反射)。
试卷第1页,共3页
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高中物理单元测试 —— 第四章 光(适中版02)(解析版)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.(本题4分)光射到两种不同介质的分界面,分析其后的传播情形可知( )
A.发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同
B.光总会分为反射光和折射光
C.折射光与入射光的传播方向总是不同的
D.折射现象的出现说明光是纵波
【答案】A
【详解】A.根据惠更斯原理,由于光在不同的介质中传播的速度不同,所以在介质分界面处光的传播方向会发生改变。故A正确;
B.当光从光密介质进入光疏介质,入射角大于等于临界角,则会发生全反射,只有反射光,没有折射光。故B错误;
C.当入射光的入射角为零时,折射角也为零,即垂直界面入射,传播方向不变。故C错误;
D.光波是一种横波,故D错误。
故选A。
2.(本题4分)如图,将手机放在水平桌面上,在手机上方依次放有偏振片无论怎样转动偏振片P和Q,无论怎样转动偏振片Q都无法观察到屏幕上的字。撤去Q,并将手机在水平面内旋转,此过程中观察到屏幕的亮度( )
A.变暗 B.变亮
C.不变 D.先变亮后变暗
【答案】B
【详解】无论怎样转动偏振片Q都无法观察到屏幕上的字,说明偏振片P的透振方向与手机屏幕发出光的偏振方向垂直,则撤去Q后,将手机在水平面内旋转,手机发出光的偏振方向与偏振片P的透振方向趋近于平行,则观察到屏幕的亮度变亮。
故选B。
3.(本题4分)在酒精灯的灯芯上撒一些食盐,灯焰就能发出明亮的黄光。把铁丝圈在肥皂水中蘸一下,让它挂上一层薄薄的液膜。把这层液膜当作一个平面镜,用它观察灯焰,下列说法正确的是( )
A.换用不同颜色的光做实验时,亮条纹的间距保持不变
B.肥皂膜上的条纹是光线在液膜后表面发生干涉现象所致
C.可利用薄膜干涉的原理检测精密仪器光学平面的平滑度
D.液膜厚度相同的位置,前后表面反射光的路程差是不同的
【答案】C
【详解】A.根据薄膜干涉的特点可知,波长越长的光,相邻亮条纹的间距越大,如红光比紫光相邻亮条纹的间距大,故A错误;
B.肥皂膜上的条纹是前后表面的反射光在前表面发生干涉现象所致,故B错误;
C.结合薄膜干涉的应用可知,可以利用薄膜干涉原理对镜面的平滑度进行检测,故C正确;
D.液膜厚度相同的位置,前后表面反射光的路程差是相同的,路程差等于薄膜厚度的2倍,故D错误。
故选C。
4.(本题4分)用如图所示的装置来做双缝干涉实验,已知强光源输出平行白光,光源到双缝的距离为,双缝到半透明屏幕距离为。则以下说法正确的是( )
A.仅减小,屏幕上的条纹间距将变大
B.仅去除蓝色滤光片,屏幕上出现黑白相间的干涉条纹
C.仅把蓝色滤光片换成红色滤光片,屏幕上的条纹间距变大
D.去除蓝色滤光片,在双缝的两条缝前分别放黄色和蓝色滤光片,屏幕将出现绿色干涉条纹
【答案】C
【详解】A.根据
其中为双缝到屏幕的距离,为双缝间的距离,为光的波长,可知仅减小,干涉条纹间的距离不变,故A错误;
B.仅去除蓝色滤光片,屏幕上出现的是彩色的干涉条纹,故B错误;
C.红光波长大于蓝光波长,根据
可知干涉条纹间的距离变得更大,故C正确;
D.入射光用白光,在双缝中的一缝前放黄色滤光片,另一缝前放蓝色滤光片,两束光频率不同,像屏上会有亮光,但不会出现干涉条纹,故D错误。
故选C。
5.(本题4分)利用如图甲所示的装置进行双缝干涉实验,使用波长为的橙色光照射,得到如图乙所示的条纹,其中为中央亮条纹,为与其相邻的一条亮条纹。现改用波长为的紫光照射,则( )
A.和都呈现亮条纹 B.和都呈现暗条纹
C.为暗条纹,为亮条纹 D.为亮条纹,为暗条纹
【答案】D
【详解】用波长为的橙色光照射,其中为中央亮条纹,为与其相邻的一条亮条纹;可知到双缝的光程差为0,到双缝的光程差为
改用波长为的紫光照射,由于到双缝的光程差为0,所以仍为亮条纹;到双缝的光程差为
可知为暗条纹。
故选D。
6.(本题4分)如图所示,一光束包含两种不同频率的单色光,从空气射向两面平行玻璃砖的上表面,玻璃砖下表面有反射层,光束经两次折射和一次反射后,从玻璃砖上表面分为a、b两束单色光射出。下列说法正确的是( )
A.a光的频率小于b光的频率
B.光束a在玻璃中的传播速度较大
C.出射光束a、b一定不平行
D.a、b两色光从同种玻璃射向空气时,a光发生全反射的临界角小
【答案】D
【详解】A.作出光路图如图所示:
可知光从空气射入玻璃时a光的偏折程度较大,则a光的折射率较大,频率较大,选项A错误;
B.光在同一种均匀介质中传播速度,因此a光的传播速度更小,选项B错误。
C.因为a、b两光在上表面的折射角与反射后在上表面的入射角分别相等,根据几何知识可知出射光束一定相互平行,选项C错误;
D.因为a光的折射率较大,根据,则知a光的临界角小,选项D正确。
故选D。
7.(本题4分)如图所示,一段横截面为圆形的粗细均匀的光导纤维被弯成半圆形状,光导纤维的横截面直径为d,折射率为n,光导纤维外部可认为是真空区域。如果将一束平行光垂直于光导纤维的水平端面A射入,并使之全部从水平端面B射出,为保证光信号一定能发生全反射,光纤中心轴线的转弯半径R应不小于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】光线的临界状态是光紧贴内表面入射时,在外表面刚好发生全反射,光路如图。
则有
由临界角与折射率的关系得
联立解得,故选A。
二、多选题
8.(本题6分)图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“幻日”的示意图,图乙为太阳光穿过六角形冰晶的过程。a、b是其中两种单色光的光路,则在冰晶中( )
A.a的折射率比b的小 B.a的频率比b的大
C.a的波长比b的大 D.a的传播速度比b的大
【答案】ACD
【详解】A.由图可知,太阳光射入冰晶时,a光的偏折程度比b光的偏折程度小,则a的折射率比b的小,A正确;
B.因为a的折射率比b的小,所以a的频率比b的小,B错误;
C.因为a的频率比b的小,所以a的波长比b的大,C正确;
D.由
可知a的传播速度比b的大,D正确。
故选ACD。
9.(本题6分)在抽制很细的金属丝的过程中,可以用激光随时监测抽丝的粗细情况。其装置如图甲所示,在抽丝机的细丝出口附近,用一束激光沿与细丝垂直的方向照射细丝,在细丝的另一侧用光屏接收激光。工作人员通过观察光屏上明暗相间亮斑的情况(如图乙所示为沿激光传播方向看到的光屏情况),便可知道抽制出的细丝是否合格。对于这种监控抽丝机的装置,下列说法中正确的是( )
A.这是利用光的干涉现象
B.这是利用光的衍射现象
C.如果屏上条纹变宽,表明细丝粗了
D.如果屏上条纹变宽,表明细丝细了
【答案】BD
【详解】AB.由题意知条纹的形成属单缝衍射,并非运用光的干涉,而是利用光的衍射现象,故A错误,B正确;
CD.由单缝衍射可知,缝变窄条纹宽度变宽,故如果屏上条纹变宽,表明细丝变细了,故C错误,D正确。
故选BD。
10.(本题6分)在水池底部放置三个防水线性光源,构成如图所示的等腰直角三角形发光带。现往水池中注入不同深度的水,水面上可能形成的亮斑形状是( )
A. B.
C. D.
【答案】CD
【详解】取细灯带上某一点作为点光源,点光源发出的光在水面上有光射出的水面形状为圆形,设此圆形的半径为 R,三角形发光体的每一条细灯带发出的光在水面上光射出的水面形状的示意图如图
三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体发出的光在水面上有光射出的水面形状的示意图如图所示:
如果光带的长度较小,则中间可能不存在空缺的三角形,如果光带的长度较大,则中间可能存在空缺的三角形,综上,故CD正确,AB错误。
故选CD。
三、实验题
11.(本题6分)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中(实验装置如图甲),双缝间距,双缝到光屏间的距离,实验时,接通电源使光源正常发光,调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
(1)下列说法正确的是( )
A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在光屏中心时,应放上单缝和双缝
B.测量某条干涉亮条纹位置时,应使测量头分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐
C.将滤光片由紫色换成红色,干涉条纹间距变宽
D.为方便起见,可用测量头直接测出相邻两条亮条纹间的距离,再根据求出波长
(2)正确操作后,该组同学用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图乙所示,分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为27.50mm,在图中B位置时游标卡尺读数如图丙所示。
该单色光的波长______m(保留两位有效数字)。
(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图丁所示,则在这种情况下测量干涉条纹的间距时,真实值______(选填“大于”“小于”或“等于”)测量值。
【答案】(1)BC
(2)
(3)小于
【详解】(1)A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,不需放单缝和双缝,因为放了会无法调节光束沿遮光筒轴线照在屏中心,故A错误;
B.为减小测量误差,测量某条干涉亮纹位置时,应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐,故B正确;
C.根据,将滤光片由紫色换成红色,波长变长,则干涉条纹间距变宽,故C正确;
D.为了减小测量误差,可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a,求出相邻两条亮纹间距
再根据
求出波长,故D错误。
故选BC。
(2)在图中B位置时游标卡尺读数为
由图可知,相邻两条纹间距为
由
解得该单色光的波长为
(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,则测得的偏大,则真实值小于测量值。
12.(本题9分)如图所示,ABC为由某种材料制成的三棱镜,某同学用“插针法”来测量此三棱镜的折射率,主要实验步骤如下:
(1)先在木板上铺一张白纸,然后画出棱镜的界面,如图所示。在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2,用“•”表示大头针的位置,然后在另一侧透过棱镜观察,并依次插上大头针P3和P4,利用相关实验器材测出棱镜的折射率,下列说法正确的有___________。
A.P3只需挡住P2的像
B.P4挡住P3的同时,还要挡住P2和P1的像
C.该实验除刻度尺外,还必须使用量角器
D.该实验可以只用刻度尺,无须使用量角器
(2)经正确操作,四枚大头针的插孔位置如图所示,请在图上作出实验光路图___________。
(3)依据光路图,可测得该棱镜的折射率为___________(计算结果保留3位有效数字)。
(4)为了减小实验误差,下列操作正确的是___________。
A.为减小作图误差,P1和P2、P3和P4的距离应适当大一些
B.为减小测量误差,P1和P2连线与棱镜界面法线的夹角应适当大一些
C.为减小测量误差,在判断针与像是否在同一直线时,应该观察大头针的头部
D.实验中三棱镜在纸上的位置不可移动,可用三棱镜代替尺子画出边界线以固定三棱镜在纸上的位置
(5)若该同学在作出棱镜界面时,把棱镜右侧界面画成AC′(真实界面为AC),则该同学测量出三棱镜折射率比真实值___________(填“大”、“小”或“相等”)。
【答案】 BD/DB 1.22 AB/BA 小
【详解】(1)[1]AB.在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2,接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3和P4,使P3同时挡住P1和P2的像,P4挡住P3及P1和P2的像,故A错误,B正确;
CD.该实验仅需使用刻度尺,在角度的测量时可利用直角三角形测量边长计算各角度的正弦值,无需使用量角器,故C错误,D正确。
故选BD。
(2)[2]实验光路图如图所示
(3)[3]根据测量,入射角和折射角约为
,
该棱镜的折射率为
(4)[4]A.为减小作图误差,P1和P2、P3和P4的距离应适当大一些,故A正确;
B.为减少测量误差,入射角应适当大一些,即P1和P2连线与棱镜界面法线的夹角应适当大一些,故B正确;
C.判断像与针是否在同一直线时,应观察大头针的整个部分,不能只观察大头针的头部,故C错误;
D.不可用玻璃砖代替尺子,应沿玻璃砖描点后,用尺子画出玻璃砖界面,故D错误。
故选AB。
(5)[5]由图可知,折射角偏大,则此同学测量出三棱镜折射率比真实值此同学测量出三棱镜折射率比真实值小。
四、解答题
13.(本题10分)陈皮茶有消暑、理气健脾等功效。如图所示为一杯没有满的陈皮茶,现用一束激光从A点发射,刚好从陈皮茶的上表面B点射入,激光射在杯子底面最左端的C点,过B点作底边CE的垂线交于D点。DE的长度,CD的长度,AB与BC的长度相等都是s=3.0cm,求:
(1)陈皮茶的折射率n;
(2)激光从A到C的时间()
【答案】(1)1.3
(2)
【详解】(1)根据折射定律
入射角的正弦值为
折射角的正弦值为
根据折射定律,陈皮茶的折射率为
(2)激光从B到C的时间
激光在陈皮茶中的传播速度为
激光从A到B的时间
激光从A到C的时间
14.(本题13分)直角三角形ABC为某透明玻璃三棱镜的截面图,,在截面上某一束足够强的细光束从AB边与AB边成角由真空射入三棱镜,恰好在AC边上发生全反射,AB边长度为L,光在真空中传播速度为。求:
(1)玻璃的折射率;
(2)把细光平移到AB边中点入射,求光第一次传播到AC边的时间。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)根据题意,由折射定律画出光路图,如图所示
由几何关系有
,
又有
,
解得
(2)根据题意,若把细光平移到AB边中点入射,入射点为,连接,如图所示
由几何关系有
,
则
可得
又有
解得
可知,为细光从AB边中点入射时的折射光线,由可得,光在玻璃三棱镜的传播速度为
光第一次传播到AC边的时间
15.(本题16分)如图所示,某柱状透明工艺品的截面形状是圆心角为、半径为的扇形,一束单色平行光沿与面成角的方向射向面,经面折射进入该柱状介质内,已知折射光线均平行于面。
(1)求该柱状介质的折射率;
(2)求弧面有光线射出的部分对应的弧长(不考虑二次反射)。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)对光线进入介质时,由折射定律知
其中,
可得
(2)进入介质内光线,在AB弧面上恰发生全反射时,设临界角为C,可知
可得
光路如图所示
射到AB弧面上的光线入射角为,可知
可知折射进入的光线在AB弧面上到达位置越向左入射角越大,设恰好射到P点的光线为对应临界角时的光线,可得
故射出光线的圆弧部分对应圆心角为
对应的弧长为
试卷第1页,共3页
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