高中物理全反射计算题

如图，一赛艇停在平静的水面上，赛艇前端有一标记P离水面的高度为h₁=0.6m，尾部下端Q略高于水面；赛艇正前方离赛艇前端S₁=0.8m处有一浮标。一潜水员在浮标前方S₂=3.0m处下潜到深度为h₂=4.0m时，看到标记P刚好被浮标挡住，此处看不到船尾端Q；潜水员继续下潜△h=4.0m，恰好能看见Q，求：(1) 水的折射率n；(2) 赛艇的长度l。（可用根式表示）

一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A＝30°，斜边AB＝a.棱镜材料的折射率为n＝.在此截面所在的平面内，一条光线以45°的入射角从AC边的中点M射入棱镜．画出光路图，并求光线从棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原路返回的情况)．                

一束细光束由真空沿着径向射入一块半圆柱形透明体，如图(a)所示，对其射出后的折射光线的强度进行记录，发现折射光线的强度随着θ的变化而变化，如图(b)的图线所示，求此透明体的临界角和折射率。

一束光波以45°的入射角，从AB面射入如图所示的透明三棱镜中，棱镜折射率n＝.试求光进入AB面的折射角，并在图上画出该光束在棱镜中的光路．

如图所示，将一个折射率为n=的透明长方体放在空气中，矩形ABCD是它的一个截面，一单色细光束入射到P点，入射角为θ，AP=AD，AD=d，求：

（1）若要使光束进入长方体后能射至AD面上，角θ的最小值为多少?
（2）若要此光束在AD面上发生全反射，角θ的范围如何?

Ａ．(选修模块3-3）
（1）下列四幅图的有关说法中正确的是      　　

A．分子间距离为r₀时，分子间不存在引力和斥力
B．水面上的单分子油膜，在测量油膜直径d大小时可把他们当做球形处理
C．食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性
D．猛推木质推杆，气体对外界做正功，密闭的气体温度升高，压强变大
（2）已知某物质摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为N_A，则该物质的分子质量为      ，单位体积的分子数为      ． 
（3）如图，一定质量的理想气体从状态A经等容过程变化到状态B，此过程中气体吸收的热量Q=6.0×10²J，

求：
①该气体在状态A时的压强；
②该气体从状态A到状态B过程中内能的增量。
B．(选修模块3-４）
（1）下列四幅图的有关说法中正确的是   　  

A．由两个简谐运动的图像可知：它们的相位差为/2或者
B．当球与横梁之间存在摩擦的情况下，球的振动不是简谐运动
C．频率相同的两列波叠加时，某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱
D．当简谐波向右传播时，质点A此时的速度沿y轴正方向
（2）1905年爱因斯坦提出的狭义相对论是以狭义相对性原理和           这两条基本假设为前提的；在相对于地面以0.8c运动的光火箭上的人观测到地面上的的生命进程比火箭上的生命进程要　　　（填快或慢）。
（3）如图所示，△ABC为等腰直角三棱镜的横截面，∠C=90°，一束激光a沿平行于AB边射入棱镜，经一次折射后射到BC边时，刚好能发生全反射，求该棱镜的折射率n和棱镜中的光速。

C．(选修模块3-5）
（1）下列说法正确的是
A．某放射性元素经过19天后，余下的该元素的质量为原来的1/32，则该元素的半衰期为 3.8天
B．a粒子散射实验说明原子核内部具有复杂结构
C．对放射性物质施加压力，其半衰期将减少
D．氢原子从定态n=3跃迁到定态n= 2，再跃迁到定态n = 1，则后一次跃迁辐射的光的波长比前一次的要短
（2）光电效应和       都证明光具有粒子性，      提出实物粒子也具有波动性。
（3）如图所示,水平光滑地面上依次放置着质量均为m ="0.08" kg的10块完全相同的长直木板。质量M =" 1.0" kg、大小可忽略的小铜块以初速度v₀="6.0" m/s从长木板左端滑上木板，当铜块滑离第一块木板时，速度大小为v₁="4.0" m/_S。铜块最终停在第二块木板上。取g="10" m/s²，结果保留两位有效数字。求：

①第一块木板的最终速度
②铜块的最终速度

如图所示，折射率n=的半圆形玻璃砖置于光屏MN的上方，其平面AB到MN的距离为h=20cm。一束单色光沿图示方向射向圆心O，经玻璃砖后射到光屏上的O′点。现使玻璃砖绕圆心O点顺时针转动，光屏上的光点将向哪个方向移动？光点离O′点最远是多少？

如图所示，为某种透明介质的截面图，△AOC为等腰直角三角形，BC为半径R=12cm的四分之一圆弧，AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点．现有一束紫光射向圆心O，交圆弧BC与D点，在AB分界面上的入射角i=45°，结果在水平屏幕MN上出现一个亮斑．已知该介质对紫光的折射率为。

①求亮斑到A的距离．
②求紫光在透明介质的传播时间（光速c=3.0×10⁸ m/s）

(4分)半球形介质截面如图所示，O为圆心，单色光a、b相互平行，从不同位置进入介质，光线a在O点恰好产生全反射。光线b的入射角为45°，求：（1）介质的折射率；（2）光线b在介质中的折射角。

如图所示，在坐标系的第一象限内有一横截面为四分之一圆周的柱状玻璃体OPQ，OP=OQ=R，一束单色光垂直OP面射入玻璃体，在OP面上的入射点为A，OA=，此单色光通过玻璃体后沿BD方向射出，且与x轴交于D点，OD=，求：

①该玻璃的折射率是多少？
②将OP面上的该单色光至少向上平移多少，它将不能从PQ面直接折射出来。

如图所示,玻璃棱镜ABCD可以看成是由ADE､ABE､BCD三个直角三棱镜组成.一束频率为5.3×10¹⁴Hz的单色细光束从AD面入射,在棱镜中的折射光线如图中ab所示,ab与AD面的夹角α=60°.已知光在真空中的速度c=3×10⁸ m/s,玻璃的折射率n=1.5,求:

(1)这束入射光线的入射角多大?
(2)该束光线第一次从CD面出射时的折射角.(结果可用三角函数表示)

如图所示,一个半径为r的圆木板静止在水面上,在圆木板圆心O的正下方H=r处有一点光源S,已知水的折射率n=.

(1)求沿圆木板边缘出射的折射光线的折射角.
(2)若要在水面上方观察不到点光源S所发出的光,则应将点光源S至少竖直向上移多大的距离?(结果可用根式表示)

有一腰长是16 cm的等腰直角三棱镜,为了测定它的折射率,先把三棱镜的一个端面放在铺好白纸的桌面上,用铅笔画出它的轮廓线AOB,如图所示,从OB上的C点观察A棱,发现A棱的位置在OA的D处,测得OC="12" cm,OD="9" cm,求:

(1)此三棱镜的折射率;
(2)光在三棱镜中传播的速度.

内表面只反射而不吸收光的圆筒内有半径为R的黑球,距球心2R处有一点光源S,球心O和光源S皆在圆筒轴线上,如图所示.若使点光源向右半边发出的光最后全被黑球吸收,则筒的内半径r最大为多少?

如图示,一束平行光照射在半径为R的半圆柱形玻璃砖的圆柱面上,光线a是与一条半径重合的光线，该光线照射到圆心O点与直径AB夹角为45°,且刚好发生全反射．请作图并确定出光线能从AB面射出的范围．