广东高考物理光学计算题1 1.(2012·新课标全国卷)(15分)一玻璃立方体中心有一点状光源。今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜,以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体。已知该玻璃的折下面是小编为大家整理的广东高考物理光学计算题,菁选2篇,供大家参考。
广东高考物理光学计算题1
1.(2012·新课标全国卷)(15分)一玻璃立方体中心有一点状光源。今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜,以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体。已知该玻璃的折射率为,求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值。
2.(2013·赣州模拟)(15分)玻璃半圆柱体的半径为R,横截面如图所示,圆心为O,A为圆柱面的顶点。两束同种单色光分别按如图方向入射到圆柱体上,光束1指向圆心,方向与AO夹角为30°,光束2的入射点为B,方向与底面垂直，∠AOB=60°,已知玻璃对这种光的折射率n=。求:两束光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d。
广东高考物理光学计算题2
1.【解题指南】解答本题应注意以下两点:
(1)根据已知条件作出*面光路图;
(2)根据全反射定律和光路图列方程求解。
【解析】将题所描述的光现象的立体图转化为*面图,考虑从玻璃立方体中心O发出的一条光线,假设它斜射到玻璃立方体上表面发生折射,如图所示,根据折射定律有
nsinθ=sinα ①(2分)
式中,n是玻璃的折射率,入射角等于θ,α是折射角。
现假设A点是上表面表面积最小的不透明薄膜边缘上的一点。由题意,在A点刚好发生全反射,故
αA= ②(1分)
设线段OA在立方体上表面的投影长为RA,由几何关系有
sinθA= ③(3分)
式中a为玻璃立方体的边长。由①②③式得
RA= ④(3分)
由题给数据得
RA= ⑤(1分)
由题意,上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是以RA为半径的圆。所求的镀膜面积S′与玻璃立方体的表面积S之比为
= ⑥(3分)
由⑤⑥得= (2分)
答案：
2.【解析】根据光线的传播情况作光路如图所示,对光束2有:i=60° (1分)
由折射定律得sinr=== (2分)
即r=30° (1分)
由几何关系有i′=60°-r=30° (2分)
又由折射定律得sinr′=nsini′=×, (2分)
故r′=60° (1分)
因此==R。 (2分)
同理对光线1有:折射角∠EOD=60°,则△EOD为等边三角形 (2分)
所以d===tan30°=R (2分)
答案：R
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