一竖直放置的玻璃圆柱体底面中心有一点状光源S。圆柱体高度为l,底面半径为2l,其圆周侧面和下表面镀上了不透明吸光材料,以致光源发出的光线只能从上表面射出.已知该玻璃的折射率为,求上表面透光的光斑面积大小。
高二物理计算题中等难度题
一竖直放置的玻璃圆柱体底面中心有一点状光源S。圆柱体高度为l,底面半径为2l,其圆周侧面和下表面镀上了不透明吸光材料,以致光源发出的光线只能从上表面射出.已知该玻璃的折射率为,求上表面透光的光斑面积大小。
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一竖直放置的玻璃圆柱体底面中心有一点状光源S。圆柱体高度为l,底面半径为2l,其圆周侧面和下表面镀上了不透明吸光材料,以致光源发出的光线只能从上表面射出.已知该玻璃的折射率为,求上表面透光的光斑面积大小。
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如图,一半径为R,高度也为R的圆柱形均匀透明体的底面中心处有一点光源S,在圆柱体的上表面有一点M,M离上表面中心O的距离d=R,经过M点射出的光线其折射角为60°
(i)求透明体的折射率n;
(ii)从透明体上表面观察,若要看不到光源,可用不透明的黑纸覆盖上表面,求黑纸的最小面积Smin。
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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。
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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。
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如图示,一不透明的圆柱形容器内装满折射率n =的透明液体。容器底部正中央O点处有一点光源S,平面镜MN与底面成45°角放置。若容器高为2dm,底面半径为R=(1+ )dm,OM=1dm,在容器中央正上方1dm 处水平水平放置一足够长的刻度尺,求光源S发出的光经平面镜反射后,照射到刻度尺上的长度。(不考虑容器侧壁和液面的反射)
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如图所示是一个透明的玻璃圆柱体的横截面,其半径R为20cm,AB是过圆心的一条水平直径.有一激光源S,发射出一条很细的水平激光束,恰好沿玻璃圆柱体顶部过去.现将激光源S沿竖直方向缓慢向下移动直到距离AOB的距离为h=10cm时,水平激光束第一次从B点射出.(光在真空中的传播速度为3×108m/s)试求:(1)玻璃的折射率:(2)经B点反射的光束在玻璃圆柱体中的传播时间(从进入玻璃圆柱体开始计时).
【答案】(1);(2)4×10-9s。
【解析】(1)光线SC经折射后经过B点,光路如图所示
由折射定律有:n=
由几何关系有:α=2β,sinα=
联立解得 n=
(Ⅱ)光线SC折射后经B点反射出玻璃的光路如图
由数学知识得:CB=BD=2Rcosβ=R
由v=c/n
得 v=×108m/s
光在玻璃中的传播时间为 t==4×10−9s
点睛:本题是折射定律与v=c/n的综合应用,关键是画出光路图,运用几何知识求解入射角与折射角.
【题型】解答题
【结束】
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如图甲所示,在粗糙的水平而上有一滑板,滑板上固定着一个用粗细均匀的导线绕成的正方形闭合线圈,匝数N=10,边长L=0.4m,总电阻R=1Ω,滑板和线圈的总质量M =2kg,滑板与地面间的动摩擦因数μ=0.5,前方有一长4L、高L的矩形区域,其下边界与线圈中心等高,区域内有垂直线圈平面的水平匀强磁场,磁感应强度大小按如图乙所示的规律变化,现给线圈施加一水平拉力,使线圈以速度v =0.4m/s匀速通过矩形磁场t=0时刻,线圈右侧恰好开始进入磁场.g=l0m/s2.求:(1)t =0.5s时线圈中通过的电流;(2)线圈全部进入磁场区域前的瞬间所需拉力的大小;(3)在t=1s至t=3s的这段时间内,线圈穿过磁场区域的过程中拉力所做的功.
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如图所示,一不透明的圆柱形容器内装满折射率n =的透明液体,容器底部正中央O点处有一点光源S,平面镜MN与底面成45°角放置,若容器高为2dm,底边半径为(1+)dm,OM = 1dm,在容器中央正上方1 dm 处水平放置一足够长的刻度尺,求光源 S 发出的光线经平面镜反射后,照射到刻度尺的长度。(不考虑容器侧壁和液面的反射)
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一玻璃三棱柱竖直放在水平桌面上,其底面A1B1C1是边长a=12cm的等边三角形,柱高L=12cm.现在底面的中心O处放置一点光源,不考虑三棱柱内的反射光,玻璃的折射率为,求三个侧面的发光的总面积.
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