学鲁科版选修34 4.2全反射 作业（4）.docx

2017-2018学年度鲁科版选修3-4 4.2全反射 作业（4）1下列说法正确的是 a. 光纤通信和医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理b. 用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉原理c. 门镜可以扩大视野是利用了光的干涉现象d. 水面上的油膜呈现彩色，这是光的干涉现象e. 照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的衍射现象2一束由a、b两种单色光组成的复色光垂直三棱镜的一面射入的光路图如图所示，下列说法正确的是（ ）a. 真空中a光的速度一定大于b光的速度b. a、b光能发生偏振现象c. 若a光通过某障碍物能发生明显衍射现象，b光也一定能d. 通过同一双缝干涉装置后形成的干涉条纹中，a光的相邻条纹间距比b光大3一般认为激光器发出的是频率为n的“单色光”，实际上它的频率并不是真正单一的，激光频率n是它的中心频率，它所包含的频率范围是n (也称频率宽度)，其中n + n， 和n-n分别记为“上限频率”和“下限频率”。如图所示，某红宝石激光器发出的激光（其“上限频率”和“下限频率”对应的分别记为a光和b光）由空气斜射到平行液膜的上表面，射入时与液膜上表面成角。则下列说法正确的是（ ）a. 逐渐减小角，a光在液膜下表面先发生全反射b. a光从下表面射出时与入射光线间偏移的距离较大c. b光更容易发生明显的衍射现象d. 相同装置做双缝干涉实验，b光产生的干涉条纹间距较小4下列关于科学技术应用的说法中正确的是 。a. 全息照片的拍摄利用了光的干涉现象b. 交通警察用监视器测量汽车的速度时可利用多普勒效应c. 光导纤维利用了光的折射现象d. 照相机的镜头表面镀有一层膜使照相效果更好，是利用了光的衍射现象e. 用声呐探测水中的暗礁、潜艇，利用了波的反射现象5如图所示，a，b为两束不同频率的单色光，以45的入射角射到玻璃砖的上表面，直线oo与玻璃砖垂直且与其上表面交于n点，入射点a，b到n点的距离相等，经玻璃砖上表面折射后两束光相交于图中的p点下列说法正确的是（ ）a. 在真空中，a光的传播速度大于b光的传播速度b. 在玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度c. 玻璃对a光的折射率小于玻璃对b光的折射率d. 同时增大入射角，则b光在下表面先发生全反射6如图所示，直线oo与上下表面平行的玻璃砖垂直且与其上表面交于n点，a、b为两束不同频率的单色光，分别以45的入射角射到玻璃砖的上表面，入射点a、b到n点的距离相等，经折射后两束光相交于图中的p点下列说法正确的是()a. 在真空中，a光的传播速度小于b光的传播速度b. 在玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度c. 同时增大入射角(始终小于90)，则a光在下表面先发生全反射d. 对同一双缝干涉装置，a光的干涉条纹比b光的干涉条纹宽7如图所示，两种单色光组成的复色光照射到三棱镜上，从另一边射出，则下列说法中正确的是()a. a光的波长小于b光波长b. 这种材料对a光的折射率大于对b光的折射率c. 若用同一种装置观察双缝干涉图样，a光的条纹间距大于b光的条纹间距d. 若从同一介质射向空气发生全反射时，a光的临界角大于b光的临界角8下列说法正确的是（ ）a. 红光的折射率比紫光的折射率大b. 光从空气射入介质后，光的频率发生改变c. 绿光比红光更容易发生全反射d. 在同一介质中传播时，蓝光比红光的传播速率大9如图所示为用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样。现让a、b两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时，光的传播路径与方向可能正确的是（ ） a. b. c. d. 只有10人们对光的认识经历了一个漫长的过程，下列有关对光的阐述中正确的是（ ）a. 当一束光射到两种介质的分界面上时，一定会同时发生反射和折射现象b. 光在水中的传播速度可能大于光在真空中的速度c. 光的偏振现象说明光是一种横波d. 光的干涉和衍射现象说明光是一种纵波11如图是折射率为n=1.5的半圆环玻璃砖横截面，o是圆心，oo是半圆环的对称线，该截面内光线a垂直cd从c处射入，恰好不从外环射出，而是从ab某处射出。另一平行a的光线b（图中未画出）从内环bfc某处射入，而后从外环的e处射出，出射光线与oe的夹角为，且。设ab、cd的宽度均为d，内环半径为r，光线b与oo的距离为x。求：(i) 的值；(ii) 的值。12如图所示，一个足够大的水池盛满清水，水深h0.4m，水池底部中心有一点光源a，其中一条光线斜射到水面上距a为l0.5m的b点时，它的反射光线与折射光线恰好垂直求：水的折射率n；用折射率n和水深h表示水面上被光源照亮部分的面积（推导出表达式，不用计算结果，圆周率用表示）13下图中abc表示三棱镜的横截面，入射光线从ab面射入，经界面ab折射后直接到达ac面，经界面ac折射后沿方向射出。测得,， 。求：.该三棱镜的折射率；.保持入射点不变，使入射光线顺时针转动，使该光线经界面ab折射后直接到达ac面，且恰好在界面ac发生全反射，求此时与ab边边夹角的余弦值。14将长为l的玻璃圆柱体沿轴剖开后得到一块半圆柱体，其截面的正视图如图所示，mnpq为其底面(pq图中未画出)，mn为直径。已知半圆的圆心为o、半径为r，玻璃的折射率n=，一束与mnpq所在平面成45且垂直于轴的平行光射到半圆柱面上，经折射后，有部分光能从mnpq面射出，忽略经多次反射到达mnpq面的光线。求mnpq透光部分的面积。试卷第3页，总4页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1abd【解析】光纤通信和医用纤维式内窥镜皆是利用光的全反射原理工作的，a正确；标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉，b正确；门镜利用光在透镜中的折射，扩大了视野，故c错误；水面上的油膜呈现彩色，这是光的干涉现象，故d正确；增透膜，利用膜的内外表面反射光，相同的频率，相互叠加，从而增强透射光的强度，是利用了光的干涉现象，故e错误2bd【解析】a、真空中各种颜色的光传播速度大小均相等，等于c，a错误；b、光是横波，都能发生光的偏振现象，b正确；c、由sinc=1/n分析可知，a光发生全反射的临界角较大，折射率小，说明a光频率小，波长长，根据发生明显衍射现象的条件知，a光发生明显衍射现象时b光不一定能，c错误；d、根据双缝干涉相邻条纹间距公式x=ld知，a光的相邻条纹间距比b光大，d正确。故选：bd。3bc【解析】试题分析：频率越大，介质对这种色光的折射率越大，通过平行液膜后侧移越大；根据光路可逆性分析光线能否在液膜下表面发生全反射；波长越大，波动性越强，越容易发生衍射现象；干涉条纹的间距与波长成正比由于平行液膜的上表面与下表面平行，光在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路的可逆性得知，两种光都不可能在液膜下表面发生全反射，a错误；a光的频率大于b光的频率，液膜对a光的折射率大于对b光的折射率，则a光通过平行液膜后偏移的距离较大，b正确；a光的频率大于b光的频率，由波速公式得知，b光的波长大于a光的波长，b光的波动性较强，更容易发生明显的衍射现象，c正确；干涉条纹的间距与波长成正比所以相同装置做双缝干涉实验，b光产生的干涉条纹间距较大，d错误4abe【解析】全息照片的拍摄利用了光的干涉现象，选项a正确；交通警察用监视器测量汽车的速度时可利用多普勒效应，选项b正确；光导纤维利用了光的全反射现象，选项c错误；照相机的镜头表面镀有一层膜使照相效果更好，是利用了光的干涉现象，选项c错误；用声呐探测水中的暗礁、潜艇，利用了波的反射现象，选项e正确；故选abe.5bc【解析】所有色光在真空中传播速度都相同，都是c=3108m/s故a错误由图看出a的折射角大，入射角相等，由折射定律n=sinisinr知，玻璃对a光的折射率小，由v=cn分析可知a光在玻璃中传播速度大故bc正确b光射到玻璃砖的下表面时，入射角等于上表面的折射角，根据光路可逆性原理得知，光线一定从下表面射出，不可能发生全反射故d错误故选bc.点睛：根据光路图正确判断光的折射率大小，然后根据折射率、波长、频率、光速等之间的关系进行求解，这些知识点是对学生的基本要求，平时要加强练习6bd【解析】所有单色光在真空中的传播速度都相同，都是c3108 m/s，选项a错误；在玻璃砖的上表面，a、b两束光的入射角相等，根据题图由几何知识可知，a光的折射角大，由折射定律nsin1sin2知，玻璃对a光的折射率小，由vcn知，a光在玻璃中的传播速度大，选项b正确；a光射到玻璃砖的下表面时，其入射角等于在上表面的折射角，根据光路的可逆性知，a光一定会从下表面射出，不可能发生全反射，选项c错误；a光的折射率小，频率小，波长长，由公式xld知，a光的干涉条纹比b光的干涉条纹宽，选项d正确；故选bd点睛：根据光路图正确判断光的折射率大小，然后根据折射率、波长、频率、光速等之间的关系进行求解，这些知识点是对学生的基本要求，平时要加强练习7ab【解析】a光的偏折程度大于b光，所以a光的折射率大于b光，a光的频率大于b光，a光的波长小于b光，选项ab正确； 根据x=ld可知，若用同一种装置观察双缝干涉图样，a光的条纹间距小于b光的条纹间距，选项c错误；根据sinc=1n得，b光的折射率小，则临界角大故d错误故选ab.点睛：解决本题的突破口在于比较出折射率的大小，从而得出频率的大小，波长、在介质中的速度、临界角等大小8c【解析】根据光的折射现象，可知红光偏折程度比紫光小，则红光的折射率比紫光的折射率小，a错误；光从空气射入介质后，光的频率不会发生改变，而波速与波长会变化，且两者成正比，b错误；绿光的折射率比红光的大，根据，可知折射率大的，临界角小，越容易发生全反射，故绿光比红光更容易发生全反射，c正确；在同一介质中传播时，蓝光的折射率比红光的大，由，可知蓝光比红光的传播速率小，d错误；选b.9a【解析】由干涉图样可知，a光的双缝干涉条纹间距比b光的大，根据双缝干涉相邻条纹间距公式x=可知，a光的波长长，则同一介质对a的折射率小，对b光的折射率大根据平行玻璃砖的光学特性可知，出射光线与入射光线平行，由于a光的折射率小，偏折程度小，所以出射时a光应在右侧，故正确，错误由sinc=分析可知，a光的临界角较大当光从棱镜射入空气中时，若发生全反射的话首先是b光，若b不发生全反射，能射出棱镜，则a光一定也不发生全反射从棱镜射出，故正确，错误故选a.点睛：解决本题是掌握光学的基本知识：双缝干涉相邻条纹间距公式x=、折射定律、临界角公式sinc=和全反射的条件要知道折射率越大，介质对该光的折射率越大10c【解析】若光在界面上发生全反射现象，则没有折射现象发生，a错误；光在真空中的传播速度最大，在水中的传播速度小于在真空中的传播速度，b错误；偏振是横波的特点，光的偏振现象说明光是一种横波，c正确；光的干涉和衍射现象仅说明光具有波动性，d错误11(1) (2) 【解析】(i)依题意，光线a在外环表面的p点发生全反射，如图所示，设临界角为c，有 代入数据得： (ii)设光线b从内环bfc表面的h点射入玻璃砖，如答图所示，有： 在中，由正弦定理得： 联立以上各式并代入数据得： 121.33s=h2n21【解析】(1) 设射向b点的光线入射角与折射角分别i和r，由题意得：sini=l2h2l，i+=900 故水的折射率为n=sinsini=coti=43=1.33；(2)设射向水面的光发生全反射的临界角为c，则有：sinc=1n 圆形光斑的半径为r=htanc 圆形光斑的面积为s=r2 联立解得：s=h2n21。13(1) (2) 【解析】、光路图如图所示：根据折射定律可得： 根据几何关系得到：， ， ，可得： 联立以上各式解得： ；、如图所示：根据折射定律可得： 在ac面发生全反射，可得： ， 设此时入射光线与ab面夹角为，则 解得： 。点晴：解决本题关键根据题意和折射、反射、全射规律作出光路图，综合几何知识求解。14 【解析】设光由介质射向空气的临界角为c由 sinc=，得 c=45从a点进入