01 第35讲　光的折射和全反射 【答案】作业手册

第十四单元光学第35讲光的折射和全反射1.CD[解析]一束光斜向下射入地面附近的空气中,由于离地面越近,折射率越小,根据折射定律可知,折射角逐渐增大,如果到达地面前入射角达到了全反射的临界角,则光发生全反射,则这束光的可能传播路径为C、D.2.A[解析]入射角相同,折射角β1<β2,根据折射定律可知n甲>n乙,故A正确;由于折射率随浓度增大而变大,所以甲溶液浓度较大,故B错误;根据v=cn可知v甲<v乙,即该光线在甲溶液中的传播速度较小,故C错误;sinC=1n可知C甲<C乙,即该光线在甲溶液中的临界角较小,故D错误3.C[解析]设光线SN在OQ界面的入射角为α,折射角为β,由几何关系可知α=30°,则由折射定律得n=sinβsinα=2,光源S发出的光线射出OQ界面的临界情况为刚好发生全反射,光路图如图所示,光线在A、B两点刚好发生全反射,OQ边上在A、B之间有光线射出,由sinC=1n=22,得发生全反射的临界角为45°,作SC垂直OQ于点C,由几何关系可知AB=2AC=2CS=OS=d4.B[解析]根据题意画出光路图如图所示,根据几何关系可得全反射临界角满足sinC=32RR=32,可得C=60°,又sinC=1n,可得该透明柱体的折射率为n=233,由光路图可知光线在柱体内共发生三次全反射,最终出射光线与入射光线平行,红光的频率较小,折射率较小,若为白色光,则出射时依然是白色光,故A、C、D错误;光线在柱体内的传播速度为v=cn,路程为s=2R+2×12R=3R,传播时间为5.ABC[解析]根据几何关系可知从材料内发生折射时光线的折射角为60°,故折射率为n=sin60°sin30°=3,故A正确;设临界角为C,得sinC=1n=13<12,故C<45°,故若θ=45°,会发生全反射,光线c消失,故B正确;由于光线b为反射光线,反射角等于入射角,故若入射光a变为白光,光线b为白光,故C正确;对同种介质,紫光的折射率比红光大,故若入射光a变为紫光,折射角将变大,光线b和c不会垂直,6.(1)如图所示蓝色(2)2[解析](1)形成光点D的大致光路图,如图所示;红色光比蓝色光的频率低,红色光比蓝色光折射率小,偏折小,所以光点D的颜色是蓝色(2)如图所示在△OMD中sin∠OMDOD即sin135°R+解得θ=30°则r=α-θ=45°-30°=15°所以β=30°介质对形成光点D的光束的折射率n=sinαsinβ=7.C[解析]光线在棱镜中传播时频率不变,故A错误;光路图如图所示,根据折射定律有n=sinisinr=sin45°sinr,解得r=30°,所以θ=90°-(180°-45°-90°-r)=75°,根据折射率与临界角的关系sinC=1n,所以C=45°<θ,所以BC面上没有光线射出棱镜,故B错误;根据几何关系有α=r=30°,所以β=i=45°,由此可知,从CD面上射出的光线一定与入射光线平行,故C正确;由光路图可知,从CD面上射出的三条光线中最靠近C8.(1)72(2)600[解析](1)当侧面入射角小于60°时,光在圆柱面发生全反射,无光从圆柱面射出,当侧面入射角为60°时,圆柱面的入射角刚好为全反射的临界角,光路图如图甲所示n=sin60°sinα,n=1sin联立解得n=7(2)设光线进入玻璃的最大折射角为θ,如图乙所示sinθ=12122n=sin由几何关系可得sinγ=s联立解得s=600m9.B[解析]依题意,从液面上各个方向向液体中看,恰好看不到大头针,则恰好针底部射向软木塞下边沿的光线在水和空气的界面发生全反射.画出光路图如图甲,由几何关系有sinC=1n=rh2+r2,解得n=h2+r2r,故A错误,B正确;若软木塞的厚度不能忽略,作光路图如图乙,由几何关系可知三角形ABE和三角形OBD相似,临界角的计算值没有改变,液体折射率的测量值与实际值相同,同理10.(1)4.4×10-11s(2)2.9cm[解析](1)光路如图所示若θ=45°,光在棱镜中的路程为l=OP光