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题型：解答题题类：难易度：普通

湖北省十五校教育集团鄂豫皖五十三校2024-2025学年高三上学期8月联考物理试题（湖北卷）

如图是半径为R半球形玻璃砖的剖面图，圆心为O，AB为水平直径，S为剖面的最低点，现有一单色细光束从距离O点 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 点以与坚直方向成 $\text{[math]}$ 的角度射入，光束折射后恰好能到达S点。

Ⅰ.求玻璃砖的折射率n；

Ⅱ.若用该单色光垂直照射整个AB面，求能从 $\text{[math]}$ 半球面射出的光的横截面积。

举一反三

如图所示，正方形 $\text{[math]}$ 为一个立方体冰块的截面，一束从Q点射出的单色光经M点射入该冰面内，入射角为 $\text{[math]}$ ，但具体角度值无法测量，光线在 $\text{[math]}$ 边上的 $\text{[math]}$ 点射出， $\text{[math]}$ 连线的延长线与 $\text{[math]}$ 边交于 $\text{[math]}$ 点，已知 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的长度，根据以上信息（）

导光柱是将光以最小的损耗从一个光源传输到距离该光源一定距离的另一个点的装置，其中，光滑内凹输入端的导光柱将有效提高光线捕获能力。如图所示为某一导光柱的纵截面简化示意图，导光柱下端AEB为半球凹形输入端，半径为 R，O为圆心，导光柱横截面直径与半圆形直径相等，其高度为L（L>2R）。球心O 处有一点光源，能发出各个方向的单色光，该纵截面内光线超过一定的角度范围会在进入导光柱后被折射出AD或BC侧面，从而导致光传输的损耗。已知导光柱的折射率为 $\text{[math]}$ ，求：

（1）光源在该纵截面内出射光线进入导光柱后不被折射出AD 或BC 侧面的角度范围 $\text{[math]}$ ；

（2）点光源发射出的不被折射出AD 或BC 侧面的光线到达输出端CD的最长时间t。

如图所示，某透明均质玻璃棱镜的截面为直角 $\text{[math]}$ ．一单色细光束从 $\text{[math]}$ 边上的中点D处，沿平行 $\text{[math]}$ 方向由真空中射入该玻璃棱镜．已知该玻璃棱镜对该光束的折射率为 $\text{[math]}$ ，光在真空中的传播速度为c．

（1）求该光束从D点入射时的折射角；

（2）求该光束从D点入射至到达 $\text{[math]}$ 边所经过的时间，并分析判断该光束能否从 $\text{[math]}$ 边射出．

某同学用红色光从真空对着一正方体透明玻璃砖的AB边似与法线成 $\text{[math]}$ 角大射，在玻璃砖内AD边的中点发生全反射，如图所示，下列说法正确的是（　　）

半圆柱形玻璃砖的底面镀有一层反射膜， $\text{[math]}$ 为玻璃砖的半圆形横截面，M为最高点，O为圆心，半径为R。一束宽为R的平行光的下边恰好沿着底边 $\text{[math]}$ ，如图所示。其中从A点射入的光线经玻璃折射后从B点射出，已知A、B两点距离 $\text{[math]}$ 分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。 $\text{[math]}$ ，不考虑圆弧面上的反射光线，下列说法正确的是（　　）

如图，边长为a的正方形ABCD为一棱镜的横截面，M为AB边的中点。在截面所在的平面，一光线自M点射入棱镜，入射角为60°，经折射后在BC边的N点恰好发生全反射，反射光线从CD边的P点射出棱镜，求棱镜的折射率以及P、C两点之间的距离。

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