鲁科版高中物理选修3-4课时作业11

1．(多选)(2013·海口高二检测)关于全反射，下列说法中正确的是()A．发生全反射时，仍有折射光线，只是折射光线非常弱，因此可以认为不存在折射光线而只有反射光线B．光线从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射现象C．光从光疏介质射向光密介质时，不可能发生全反射现象D．水或玻璃中的气泡看起来特别亮，就是因为光从水或玻璃射向气泡时，在界面发生全反射【解析】全反射是当光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于等于临界角时发生的现象，发生全反射时全部光线均不进入光疏介质．【答案】CD2．(多选)下列说法中正确的是()A．因为水的密度大于酒精的密度，所以水是光密介质B．因为水的折射率小于酒精的折射率，所以水对酒精来说是光疏介质C．同一束光，在光密介质中的传播速度较大D．同一束光，在光密介质中的传播速度较小【解析】光在各种介质中的传播速度和介质相对真空的折射率都是不同的．两种介质相比较光在其中传播速度大，而折射率小的介质叫光疏介质；光在其中传播速度小，而折射率大的介质叫光密介质．【答案】BD3．光在某种介质中传播的速度为1.5×108mA．15° B．30°C．45° D．60°【解析】sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(v,c)＝eq\f(1.5×108,3×108)＝eq\f(1,2).故C＝30°.【答案】B4．(多选)光从介质a射向介质b，如果要在a、b介质的分界面上发生全反射，那么必须满足的条件是()A．光在介质a中的速度必须大于介质b中的速度B．a是光密介质，b是光疏介质C．光的入射角必须大于或等于临界角D．必须是紫光【解析】发生全反射，则入射角必须大于或等于临界角．由v＝eq\f(c,n)，折射率大的，在介质中的传播速度小，根据全反射的条件，则a是光密介质，折射率大、在介质中的传播速度小．故B、C正确．【答案】BC图4－2－95．(多选)一束光从空气射向折射率为n＝eq\r(2)的某种玻璃的表面，如图4－2－9所示，i代表入射角，则()A．当i＞45°时，会发生全反射现象B．无论入射角i是多大，折射角r都不会超过45°C．欲使折射角r＝30°，应以i＝45°的角入射D．当入射角i＝arctaneq\r(2)时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直【解析】由于光从光疏介质射向光密介质，所以不会发生全反射，A项错，B对；由折射定律计算可知C、D两项正确．【答案】BCD6．自行车上的红色尾灯不仅是装饰品，也是夜间骑车的安全指示灯，它能把来自后面的光照反射回去．某种自行车尾灯可简化为由许多整齐排列的等腰直角棱镜(折射率n>eq\r(2))组成，棱镜的横截面如图4－2－10所示．一平行于横截面的光线从O点垂直AB边射入棱镜，先后经过AC边和CB边反射后．从AB边的O′点射出，则出射光线是()图4－2－10A．平行于AC边的光线①B．平行于入射光线的光线②C．平行于CB边的光线③D．平行于AB边的光线④【解析】作出光路图，根据几何知识可知：入射光线经过互相垂直的两个镜面反射后，方向改变180°，B项正确．【答案】B7．(2011·福建高考)如图4－2－11所示，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方．一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带．若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失．在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是()图4－2－11A．减弱，紫光 B．减弱，红光C．增强，紫光 D．增强，红光【解析】光在传播时随入射角增大，反射光能量增强，折射光能量减少．根据能量守恒定律可知，当折射光线变弱或消失时反射光线的强度将增强，故A、B两项均错；在七色光中紫光频率最大且最易发生全反射，故光屏上最先消失的光是紫光，故C项正确，D项错误．【答案】C图4－2－128．(2010·新课标全国高考)如图4－2－12所示，一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC，∠A为直角．此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射．该棱镜材料的折射率为()A.eq\f(\r(6),2) B.eq\r(2)C.eq\f(3,2) D.eq\r(3)【解析】设三棱镜的折射率为n，如图所示，由折射定律得n＝eq\f(sini,sinr)又n＝eq\f(1,sinC)，i＝45°，r＋C＝90°由以上各式解得：n＝eq\f(\r(6),2)，A对．【答案】A9．有两种介质，甲介质对空气的临界角为60°，乙介质对空气的临界角为45°，则它们相比较，________介质是光疏介质，光从________介质射向______介质时有可能发生全反射．【解析】据sinC＝eq\f(1,n)可知，临界角越大，折射率越小，则为光疏介质，所以甲介质为光疏介质；由全反射的条件知，由光密介质射向光疏介质才会发生全反射，所以由乙介质射向甲介质时有可能发生全反射．【答案】甲乙甲图4－2－1310．(2010·山东高考)如图4－2－13所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由MN端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射，然后垂直PQ端面射出．(1)求该玻璃棒的折射率；(2)若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面EF上时_______(填“能”“不能”或“无法确定能否”)发生全反射．【解析】(1)单色光照射到EF弧面上时刚好发生全反射．由全反射的条件得：C＝45°，由折射定律得n＝eq\f(sin90°,sinC).联立两式得n＝eq\r(2).(2)若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面EF上时，入射角增大，能发生全反射．【答案】(1)eq\r(2)(2)能11．(2012·山东高考)如图4－2－14所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB为直径．来自B点的光线BM在M点射出，出射光线平行于AB，另一光线BN恰好在N点发生全反射．已知∠ABM＝30°，求图4－2－14(1)玻璃的折射率；(2)球心O到BN的距离．【解析】(1)设光线BM在M点的入射角为i，折射角为r，由几何知识可知，i＝30°，r＝60°，根据折射定律得n＝eq\f(sinr,sini)代入数据得n＝eq\r(3).(2)光线BN恰好在N点发生全反射，则∠BNO为临界角CsinC＝eq\f(1,n)设球心到BN的距离为d，由几何知识可知d＝RsinC解得d＝eq\f(\r(3),3)R.【答案】(1)eq\r(3)(2)eq\f(\r(3),3)R图4－2－1512．如图4－2－15所示，一玻璃正方体放在空气中，其折射率为1.50.一条光线从立方体的顶部斜射进来，然后投射到它的一侧面．问：(1)这条光线能否从侧面射出？(2)如果光线能从上述侧面射出，那么玻璃材料的折射率应满足什么条件？【解析】画出光路如图．(1)玻璃对空气的临界角为C＝arcsineq\f(1,n)＝arcsineq\f(1,1.5)＝41.8°.在玻璃体的上表面，光由空气射向玻璃，所以，折射角r总是小于临界角(41.8°)，在正方体侧面的入射光的入射角β总是大于48.2°，即大于临界角，因此