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题型：解答题题类：难易度：普通

湖北省2024届高三下学期四调（三模）考试物理试题

如图所示， $\text{[math]}$ 为等腰直角三棱镜的截面图， $\text{[math]}$ ， P为AB边上一点，Q是BC边的中点。一束单色光自P点垂直BC边射入棱镜，逆时针调整入射角度，当入射光线垂直于AB边时，BC边恰好无光线射出。已知光在真空中的传播速度为c，只考虑光线在棱镜中的第一次反射，求：

（1）棱镜对该单色光的折射率 $\text{[math]}$ ；

（2）若该单色光自P点平行于BC边射入，折射光线经Q点反射后从AC边射出，求单色光在棱镜中传播的时间t。

举一反三

随着人们生活水平提高，单反相机已进入普通家庭，单反相机是单镜头反光数码照相机，原理就是在胶片平面的前面以45°角安装了一片反光镜，反光镜的上方依次有毛玻璃、五棱镜目镜等，五棱镜将实像光线多次反射改变光路，将影像送至目镜，使观景窗中所看到的影像和胶片上永远一样，这样方便摄影者正确地取景和对焦。某品牌单反相机五棱镜目镜横截面和各部分角度如图所示， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，光线从AB中点P垂直射入，依次经过 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 面的反射后，最后光线从 $\text{[math]}$ 面射出，已知光线恰好能够在 $\text{[math]}$ 面上发生全反射，光在真空中的速度为 $\text{[math]}$ 。求：

（1）五棱镜的折射率；

（2）光线从射入五棱镜到射到 $\text{[math]}$ 面的时间。

某种由透明材料制成的直角三棱镜ABC的截面示意图如图所示， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，在与BC边相距 $\text{[math]}$ 的位置放置一平行于BC边的竖直光屏。现有一细光束射到棱镜AB面上的P点，入射光线与AB面的垂线CP的夹角 $\text{[math]}$ ，该光线经棱镜折射后，从BC边射出，透明材料对该光的折射率 $\text{[math]}$ ，光在真空中传播的速度大小 $\text{[math]}$ ，整个装置置于真空中。求：

（1）光线在BC面上的出射点与光屏上光斑的距离x；

（2）光线从P点至传播到光屏上所需的时间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（　　）

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。

一个柱状玻璃砖的横截面如图所示，它由半圆 $\text{[math]}$ 和等腰三角形 $\text{[math]}$ 组成，其中 $\text{[math]}$ 为圆心， $\text{[math]}$ 。一束单色光从光源 $\text{[math]}$ 射到圆面上的 $\text{[math]}$ 点，入射角 $\text{[math]}$ ，光束折射后与 $\text{[math]}$ 平行且恰好经过 $\text{[math]}$ 中点。已知圆的半径为 $\text{[math]}$ ，光在真空中的速度大小为 $\text{[math]}$ ，则（　　）

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