沪科版选修34 光的折射、 全反射 与光导纤维 第1课时 作业.docx

1.(多选)如图所示，光在真空和介质的界面mn上发生偏折，那么下列说法正确的是()a光是从真空射向介质b介质的折射率为1.73c光在介质中的传播速度为1.73108 m/sd反射光线与折射光线成60角e反射光线与折射光线成90角解析：因为折射角大于入射角，所以光是从介质射向真空的，选项a错误据折射率公式n，所以n1.73，选项b正确再由折射率n，代入数据得v1.73108 m/s，选项c正确而反射光线与折射光线成90角，选项d错误、e正确答案：bce2(2018湖南名校联考)(多选)如图所示，光源s从水下向真空射一束由红光和蓝光组成的复色光，在a点该复色光分成a、b两束，则下列说法正确的是()ab光是蓝光b射出水面前a光的传播速度较大，射出水面后a、b光传播速度相同c逐渐增大入射角，a光最先发生全反射db光比a光更容易发生明显的衍射现象ea、b两束光在任何情况下都不可以产生稳定的干涉现象解析：根据n，结合光路图可知，b光折射率较大，b光是蓝光，选项a正确a光是红光，折射率较小，由n知，射出水面前a光的传播速度较大，射出水面后a、b光传播速度相同，均为光束c，选项b正确由n可知，b光的全反射临界角较小，故逐渐增大入射角，b光最先发生全反射，选项c错误a光波长比b光波长长，故a光更容易发生明显的衍射现象，选项d错误产生稳定干涉现象的条件是两束光频率相同，故知a、b两束光在任何情况下都不可能产生稳定的干涉现象，选项e正确答案：abe3(多选)图甲为某同学利用半圆形玻璃砖测定玻璃折射率n的装置示意图，ao、do分别表示某次测量时，光线在空气和玻璃中的传播路径在正确操作后，他利用测出的数据作出了图乙所示的折射角正弦值(sinr)与入射角正弦值(sini)的关系图象则下列说法正确的是()a光由d经o到ab该玻璃砖的折射率n1.5c若由空气进入该玻璃砖中，光的频率变为原来的d若由空气进入该玻璃砖中，光的波长变为原来的e若以60角由空气进入该玻璃砖中，光的折射角正弦值为解析：由折射率定律n可知，sinrsini图象的斜率的倒数表示折射率，所以n1.51，说明实验时光由a经过o到d，选项a错误、b正确；在由空气进入该玻璃砖时，光的频率不变，光的波长变为原来的，选项c错误、d正确；以入射角i60由空气进入该玻璃砖时，由折射定律n，其折射角的正弦值为sinrsini，选项e正确答案：bde4(多选)一玻璃半圆柱置于空气中，其横截面(纸面)如图所示，o为半圆的圆心一束由红光和紫光组成的复色光，沿半径po方向射入半圆柱后被分成两束光oa、ob，pon.已知折射光ob是单色光，光线po可在纸面内绕o点顺时针旋转()，逆时针旋转(90)，则下列说法正确的是()aob是红光boa是由红光和紫光组成的复色光c玻璃对紫光的折射率小于d顺时针旋转时，光线ob可能消失，光线oa绕o点逆时针旋转e逆时针旋转时，光线ob可能消失，光线oa绕o点顺时针旋转解析：光在界面发生反射和折射，入射角相同时，红光折射角小于紫光折射角，折射光ob是红光，紫光已经发生了全反射，a正确反射光oa是由红光和紫光组成的复色光，b正确图中角大于或等于紫光全反射的临界角，由sin可得玻璃对紫光的折射率n，c错误若光线po在纸面内绕o点顺时针旋转()，入射角减小，则光线ob不可能消失，光线oa绕o点逆时针旋转，d错误若光线po在纸面内绕o点逆时针旋转(90)，入射角增大，则光线ob可能消失，光线oa绕o点顺时针旋转，e正确答案：abe5(多选)如图所示，真空中有一个半径为r、质量分布均匀的玻璃球频率为f的激光束在真空中沿直线bc传播，在c点经折射进入玻璃球，并在玻璃球表面的d点经折射进入真空中，已知cod120，玻璃球对该激光的折射率为，则下列说法中正确的是(设c为真空中的光速)()a激光束的入射角i60b改变入射角i的大小，激光束可能在玻璃球的内表面发生全反射c光子在射入玻璃球后，频率变小d此激光束在玻璃中的波长为e从c点射入玻璃球的激光束，在玻璃球中不经反射传播的最长时间为解析：由图可知折射角30，则.所以sini，i60，选项a正确；当入射角i90时，折射角均小于临界角，根据几何知识可知光线在d点的入射角不可能大于临界角，所以在d点不可能发生全反射，选项b错误；光子的频率由光源决定，由介质无关，所以光子穿越玻璃球时频率不变，选项c错误；此激光束在玻璃中的波速为v，由vf得此激光在玻璃中的波长为，选项d正确；从c点射入玻璃球的激光束，在玻璃球中不经反射传播的最长路程为s2r，则最长时间为t，选项e正确答案：ade6(2018海淀区模拟)如图1所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形abc的三棱镜，并确定ab和ac界面的位置然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针p1和p2，再从棱镜的右侧观察p1和p2的像(1)此后正确的操作步骤是_(选填选项前的字母) a插上大头针p3，使p3挡住p2的像b插上大头针p3，使p3挡住p1、p2的像c插上大头针p4，使p4挡住p3的像d插上大头针p4，使p4挡住p3和p1、p2的像(2)正确完成上述操作后，在纸上标出大头针p3、p4的位置(图中已标出)为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干辅助线，如图2甲、乙所示在图2中仅通过测量ed、fg的长度便可正确计算出折射率的是图_(选填“甲”或“乙”)，所测玻璃折射率的表达式n_(用代表线段长度的字母ed、fg表示)解析：(1)在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针p1和p2，确定入射光线，然后插上大头针p3，使p3挡住p1、p2的像，再插上大头针p4，使p4挡住p3和p1、p2的像，从而确定出射光线因此选项b、d正确(2)设入射角为，折射角为，根据折射定律和几何关系有：对于甲图，sin，sin，对于乙图，sin，sin，可知仅通过测量ed、fg的长度便可正确计算出折射率的是图乙，折射率n.答案：(1)bd(2)乙7某工件由三棱柱和圆柱两个相同透明玻璃材料组成，其截面如图所示abc为直角三角形，abc30，圆的半径及r，ce贴紧ac.一束单色平行光沿着截面从ab边射入工件后垂直ce进入圆柱，该玻璃材料对该光的折射率为n.(1)求该平行光进入ab界面时的入射角.(2)若要使到达cd面的光线都能从cd面直接折射出，该圆柱至少要沿ac方向向上移动多大距离？解析：(1)光路如图，光线在bc界面发生反射后垂直ce进入圆柱，由折射定律有由几何关系可知光线在bc界面的入射角60，在ab界面的折射角30解得45(2)设该光全反射临界角为，则n，解得45，光线在cd面的入射角为45，是光线能直接折射出来的临界情况，则该圆柱至少要上移的距离drrsinr.答案：(1)45(2)r8两束不同的单色光a、b分别斜射到半圆形玻璃砖的圆弧面上，a光束从圆弧面顶端入射，ab是圆的直径，长度为d，折射光线均照射到圆直径的b端，出射光线方向相同，光线如图所示，a、b两束单色光在玻璃砖中传播的时间分别为t1、t2.(1)试证明a在o点的入射光线与a在b点的出射光线平行；(2)试比较t1、t2的大小关系解析：(1)由几何关系可知，a在o点折射时的法线，与在b点折射时的法线平行，因此在o点的折射角与在b点的入射角相等，根据光路可逆，在o点的入射角等于在b点的折射角，由几何关系可知，a在o点的入射光线与a在b点的出射光线平行(2)设光线在ab面上折射时的入射角为i，折射角为r，则n圆的直径为d，则光线在玻璃中的传播距离为ldsini光在玻璃中传播的速度为v因此光在玻璃中传播的时间tn由此可以判断，两束光在玻璃中传播的时间相同，即t1t2.答案：(1)见解析(2)t1t29一直桶状容器的高为2l，底面是边长为l的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴dd、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的d点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率解析：设从光源发出直接射到d点的光线的入射角为