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 - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

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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?

答案

解析

自S作球的切线SM,并画出S经管壁反射形成的虚像点S′,及由S′画出球面的切线S′N,如图甲所示,由图可看出,只要S′M和S′N之间有一夹角,则筒壁对从S向右的光线的反射光线就有一部分进入球的右方,不会完全落在球上被吸收.

由图可看出,如果r的大小恰能使S′N与S′M重合,如图乙所示,则r就是题目所要求的筒的内半径的最大值.这时SM与S′N的交点到球心的距离MO就是所要求的筒的半径r.由图乙可得
r=

①
由几何关系可知
sinθ=R/2R②
由①②式得r=

核心考点

试题【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】；主要考察你对光的折射定律等知识点的理解。[详细]

举一反三

一束由红､蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角θ射入,穿过玻璃砖自下表面射出.已知该玻璃对红光的折射率为1.5.设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分别为t₁和t₂,则在θ从0°逐渐增大至90°的过程中( )

A．t₁始终大于t₂	B．t₁始终小于t₂
C．t₁先大于后小于t₂	D．t₁先小于后大于t₂

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(山西太原)某直角棱镜顶角θ=41.3°,由下表内各种色光组成的一窄光束以垂于直角边AB的方向射入棱镜,如图所示.下表中给出了棱镜对各种色光的折射率和临界角,下列说法正确的是( )

A.只有橙光､红光从棱镜的AC面射出
B.只有紫光､蓝光､绿光和黄光从棱镜的AC面射出
C.若在BC的下方放一光屏,从BC出射的光在光屏上将会形成一彩色光带
D.只有紫光､蓝光､绿光和黄光从BC射出并在光屏上形成彩色光束

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(河北保定)如图所示,激光器固定在转台上发出一束细光,转台在某液体中匀速转动,使激光束在竖直平面内扫描,扫描一周的时间为T="32" s.激光束转动方向如图中箭头所示,该液体的折射率为

.一个周期T内在液面上方能观察到激光束的时间是( )

A．4 s

B．8 s

C．16 s

D．32 s

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(山东济宁三模)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.

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一束由红光和紫光组成的复色光斜射到厚平板玻璃的上表面,经两次折射后从玻璃板下表面射出,出射光线相对于入射光线侧移了一段距离,下列分析正确的是( )

A．红光在玻璃中传播速度比紫光大

B．红光在玻璃中通过的路程比紫光小

C．出射光线中红光的侧移距离比紫光大

D．紫光的侧移距离在复色光以45°的入射角入射时比30°入射时大

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