2020版高考物理教科版大一轮复习讲义:第十四章 第3讲 光的折射 全反射 Word版含解析
2020版高考物理教科版大一轮复习讲义:第十四章 第3讲 光的折射 全反射 Word版含解析第4页

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变式1 (2017·全国卷Ⅰ·34(2))如图5,一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体,O点为球心;下半部是半径为R、高为2R的圆柱体,圆柱体底面镀有反射膜.有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入,该光线与OC之间的距离为0.6R.已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射).求该玻璃的折射率.

图5

答案 (或1.43)

解析 如图,根据光路的对称性和光路可逆性,与入射光线相对于OC轴对称的出射光线一定与入射光线平行.这样,从半球面射入的折射光线,将从圆柱体底面中心C点反射.

设光线在半球面的入射角为i,折射角为r.由折射定律有

sin i=nsin r①

由正弦定理有

=②

由几何关系,入射点的法线与OC的夹角为i.由题设条件和几何关系有

sin i=③

式中L是入射光线与OC的距离,L=0.6R.由②③式和题给数据得sin r=④

由①③④式和题给数据得

n=≈1.43⑤

变式2 (2017·全国卷Ⅱ·34(2))一直桶状容器的高为2l,底面是边长为l的正方形;容器内