如图所示,圆心为 O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上…——2020 高考物理第 13 题答案解析

2020_浙江卷

2020 浙江 第 13 题 单选题 区分题
2020_浙江卷

13.如图所示,圆心为 O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上,光线从P点垂直界面入射后,恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射;当入射角 $\theta = 6 0 ^ { \circ }$ 时,光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c,则(  )

A. 玻璃砖 折射率为 1.5的
B. $O P$ 之间的距离为 ${ \frac { \sqrt { 2 } } { 2 } } R$
C. 光在玻璃砖内的传播速度为 $\frac { \sqrt { 3 } } { 3 }$ c
D. 光从玻璃到空气的临界角为 $3 0 ^ { \circ }$
参考答案

C

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【答案】C

【解析】

【详解】AB.作出两种情况下的光路图,如图所示

设 $O P = x$ ,在A处发生全反射故有

$$ \sin C = { \frac { 1 } { n } } = { \frac { x } { R } } $$

由于出射光平行可知,在 B 处射出,故

$$ n = \frac { \sin 6 0 ^ { \circ } } { \sin \angle O B P } $$

由于

$$ \sin \angle O B P = \frac { x } { \sqrt { x ^ { 2 } + R ^ { 2 } } } $$

联立可得 $n = { \sqrt { 3 } }$ $x = { \frac { \sqrt { 3 } } { 3 } } R$ ,故AB 错误;

C.由

$$ \nu = \frac { c } { n } $$

可得 $\nu = \frac { \sqrt { 3 } } { 3 } c$ ,故C 正确;

D.由于

$$ \sin C = { \frac { 1 } { n } } = { \frac { \sqrt { 3 } } { 3 } } $$

所以临界角不为30°,故D 错误。

故选 C。

二、选择题Ⅱ(本题共 3小题,每小题 2分,共 6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得 2分,选对但不全的得 1分,有选错的得 0分)

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