5.有一個(gè)上、下表面平行且足夠大的玻璃平板,玻璃平板的折射率為$n=\frac{4}{3}$、厚度為d=12cm.現(xiàn)在其上方的空氣中放置一點(diǎn)光源S,點(diǎn)光源距玻璃板的距離為L(zhǎng)=18cm,從S發(fā)出的光射向玻璃板,光線與豎直方向夾角最大為θ=53°,經(jīng)過(guò)玻璃板后從下表面射出,形成一個(gè)圓形光斑,如圖所示.求玻璃板下表面圓形光斑的半徑(sin53°=0.8).

分析 作出光路圖,結(jié)合折射定律求出光在上表面的折射角,根據(jù)幾何關(guān)系求出玻璃板下表面圓形光斑的半徑.

解答 解:由題意可知光在玻璃板上表面發(fā)生折射時(shí)的入射角為θ,設(shè)其折射角為r,由折射定律可得:$n=\frac{sinθ}{sinr}$,
代入數(shù)據(jù)可得:r=37°.
光在玻璃板下表面發(fā)生折射時(shí),由于入射角r始終小于玻璃板的臨界角,所以不會(huì)發(fā)生全反射,光在玻璃板中傳播的光路圖如圖所示.                              
所以光從玻璃板下表面射出時(shí)形成一個(gè)圓形發(fā)光面,設(shè)其半徑大小為R,則有:R=Ltanθ+dtanr,
代入數(shù)據(jù)可得:R=33cm.
答:玻璃板下表面圓形光斑的半徑為33cm.

點(diǎn)評(píng) 本題作出光路圖,運(yùn)用幾何知識(shí)和折射定律結(jié)合進(jìn)行求解,是幾何光學(xué)問(wèn)題常用的方法和思路.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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A.若輕彈簧對(duì)A、B做功分別為W1和W2,則有W1:W2=1:1
B.在與輕彈簧作用過(guò)程中,兩木塊的速度變化量之和為零
C.若A、B在空中飛行時(shí)的動(dòng)量變化量分別為△p1和△p2,則有△p1:△p2=1:1
D.若A、B同時(shí)離開(kāi)桌面,則從釋放輕彈簧開(kāi)始到兩木塊落地的這段時(shí)間內(nèi),A、B兩木塊的水平位移大小之比為l:3

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13.經(jīng)常有新聞報(bào)道手機(jī)擋住子彈救人一命,而國(guó)外有人用突擊步槍擊穿了5部iPhone手機(jī).假設(shè)5部手機(jī)放置間隔相等,子彈在同一水平面上運(yùn)動(dòng),擊穿手機(jī)過(guò)程時(shí)做加速度相同的勻減速直線運(yùn)動(dòng),穿出手機(jī)后做勻速直線運(yùn)動(dòng),剛穿出第5部手機(jī)時(shí)速度恰好減為0.則子彈在第1、2部間隔和第2、3部間隔中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間比為( 。
A.1:$\sqrt{2}$B.3:4C.$\sqrt{3}$:$\sqrt{4}$D.($\sqrt{3}$-$\sqrt{2}$):($\sqrt{4}$-$\sqrt{3}$)

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20.如圖,在正電荷Q的電場(chǎng)中有M、N、P、F四點(diǎn),M、N、P為直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn),F(xiàn)為MN的中點(diǎn),∠M=30°,M、N、P、F四點(diǎn)處的電勢(shì)分別用φM、φN、φP、φF表示,已知φMN、φPF,點(diǎn)電荷Q在M、N、P三點(diǎn)所在平面內(nèi),則( 。
A.連接PF的線段一定在同一等勢(shì)面上
B.將正試探電荷從P點(diǎn)搬運(yùn)到N點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功
C.將正試探電荷從P點(diǎn)搬運(yùn)到N點(diǎn),電勢(shì)能減少
D.點(diǎn)電荷Q一定在MP的連線上

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10.某日中午,空氣相對(duì)濕度為60%,將一瓶水倒去一部分,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,瓶?jī)?nèi)水的上方形成飽和汽,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.擰緊瓶蓋后的一小段時(shí)間內(nèi),單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入水中的水分子數(shù)少于從水面飛出的分子數(shù)
B.擰緊瓶蓋后的一小段時(shí)間內(nèi),單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入水中的水分子數(shù)多于從水面飛出的分子數(shù)
C.瓶?jī)?nèi)水的上方形成飽和汽后,瓶?jī)?nèi)氣壓大于外界大氣壓
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14.在圖所示的電路中,已知電源的電動(dòng)勢(shì)E=6V,內(nèi)電阻r=0.5ΩΩ外電阻R=2.5Ω.閉合開(kāi)關(guān)S后,外電阻R兩端的電壓為(  )
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A.物塊在4 s內(nèi)的總位移x=6 m
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C.物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2
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