魯科版高中物理選修3-4課時(shí)作業(yè)11

1．(多選)(2013·海口高二檢測(cè))關(guān)于全反射，下列說(shuō)法中正確的是()A．發(fā)生全反射時(shí)，仍有折射光線，只是折射光線非常弱，因此可以認(rèn)為不存在折射光線而只有反射光線B．光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，一定會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象C．光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時(shí)，不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象D．水或玻璃中的氣泡看起來(lái)特別亮，就是因?yàn)楣鈴乃虿Ａ湎驓馀輹r(shí)，在界面發(fā)生全反射【解析】全反射是當(dāng)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，且入射角大于等于臨界角時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象，發(fā)生全反射時(shí)全部光線均不進(jìn)入光疏介質(zhì)．【答案】CD2．(多選)下列說(shuō)法中正確的是()A．因?yàn)樗拿芏却笥诰凭拿芏龋运枪饷芙橘|(zhì)B．因?yàn)樗恼凵渎市∮诰凭恼凵渎?，所以水?duì)酒精來(lái)說(shuō)是光疏介質(zhì)C．同一束光，在光密介質(zhì)中的傳播速度較大D．同一束光，在光密介質(zhì)中的傳播速度較小【解析】光在各種介質(zhì)中的傳播速度和介質(zhì)相對(duì)真空的折射率都是不同的．兩種介質(zhì)相比較光在其中傳播速度大，而折射率小的介質(zhì)叫光疏介質(zhì)；光在其中傳播速度小，而折射率大的介質(zhì)叫光密介質(zhì)．【答案】BD3．光在某種介質(zhì)中傳播的速度為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．(多選)光從介質(zhì)a射向介質(zhì)b，如果要在a、b介質(zhì)的分界面上發(fā)生全反射，那么必須滿足的條件是()A．光在介質(zhì)a中的速度必須大于介質(zhì)b中的速度B．a(chǎn)是光密介質(zhì)，b是光疏介質(zhì)C．光的入射角必須大于或等于臨界角D．必須是紫光【解析】發(fā)生全反射，則入射角必須大于或等于臨界角．由v＝eq\f(c,n)，折射率大的，在介質(zhì)中的傳播速度小，根據(jù)全反射的條件，則a是光密介質(zhì)，折射率大、在介質(zhì)中的傳播速度?。蔅、C正確．【答案】BC圖4－2－95．(多選)一束光從空氣射向折射率為n＝eq\r(2)的某種玻璃的表面，如圖4－2－9所示，i代表入射角，則()A．當(dāng)i＞45°時(shí)，會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象B．無(wú)論入射角i是多大，折射角r都不會(huì)超過(guò)45°C．欲使折射角r＝30°，應(yīng)以i＝45°的角入射D．當(dāng)入射角i＝arctaneq\r(2)時(shí)，反射光線跟折射光線恰好互相垂直【解析】由于光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)，所以不會(huì)發(fā)生全反射，A項(xiàng)錯(cuò)，B對(duì)；由折射定律計(jì)算可知C、D兩項(xiàng)正確．【答案】BCD6．自行車上的紅色尾燈不僅是裝飾品，也是夜間騎車的安全指示燈，它能把來(lái)自后面的光照反射回去．某種自行車尾燈可簡(jiǎn)化為由許多整齊排列的等腰直角棱鏡(折射率n>eq\r(2))組成，棱鏡的橫截面如圖4－2－10所示．一平行于橫截面的光線從O點(diǎn)垂直AB邊射入棱鏡，先后經(jīng)過(guò)AC邊和CB邊反射后．從AB邊的O′點(diǎn)射出，則出射光線是()圖4－2－10A．平行于AC邊的光線①B．平行于入射光線的光線②C．平行于CB邊的光線③D．平行于AB邊的光線④【解析】作出光路圖，根據(jù)幾何知識(shí)可知：入射光線經(jīng)過(guò)互相垂直的兩個(gè)鏡面反射后，方向改變180°，B項(xiàng)正確．【答案】B7．(2011·福建高考)如圖4－2－11所示，半圓形玻璃磚置于光屏PQ的左下方．一束白光沿半徑方向從A點(diǎn)射入玻璃磚，在O點(diǎn)發(fā)生反射和折射，折射光在光屏上呈現(xiàn)七色光帶．若入射點(diǎn)由A向B緩慢移動(dòng)，并保持白光沿半徑方向入射到O點(diǎn)，觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失．在光帶未完全消失之前，反射光的強(qiáng)度變化以及光屏上最先消失的光分別是()圖4－2－11A．減弱，紫光 B．減弱，紅光C．增強(qiáng)，紫光 D．增強(qiáng)，紅光【解析】光在傳播時(shí)隨入射角增大，反射光能量增強(qiáng)，折射光能量減少．根據(jù)能量守恒定律可知，當(dāng)折射光線變?nèi)趸蛳r(shí)反射光線的強(qiáng)度將增強(qiáng)，故A、B兩項(xiàng)均錯(cuò)；在七色光中紫光頻率最大且最易發(fā)生全反射，故光屏上最先消失的光是紫光，故C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤．【答案】C圖4－2－128．(2010·新課標(biāo)全國(guó)高考)如圖4－2－12所示，一個(gè)三棱鏡的截面為等腰直角△ABC，∠A為直角．此截面所在平面內(nèi)的光線沿平行于BC邊的方向射到AB邊，進(jìn)入棱鏡后直接射到AC邊上，并剛好能發(fā)生全反射．該棱鏡材料的折射率為()A.eq\f(\r(6),2) B.eq\r(2)C.eq\f(3,2) D.eq\r(3)【解析】設(shè)三棱鏡的折射率為n，如圖所示，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對(duì)．【答案】A9．有兩種介質(zhì)，甲介質(zhì)對(duì)空氣的臨界角為60°，乙介質(zhì)對(duì)空氣的臨界角為45°，則它們相比較，________介質(zhì)是光疏介質(zhì)，光從________介質(zhì)射向______介質(zhì)時(shí)有可能發(fā)生全反射．【解析】據(jù)sinC＝eq\f(1,n)可知，臨界角越大，折射率越小，則為光疏介質(zhì)，所以甲介質(zhì)為光疏介質(zhì)；由全反射的條件知，由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)才會(huì)發(fā)生全反射，所以由乙介質(zhì)射向甲介質(zhì)時(shí)有可能發(fā)生全反射．【答案】甲乙甲圖4－2－1310．(2010·山東高考)如圖4－2－13所示，一段橫截面為正方形的玻璃棒，中間部分彎成四分之一圓弧形狀，一細(xì)束單色光由MN端面的中點(diǎn)垂直射入，恰好能在弧面EF上發(fā)生全反射，然后垂直PQ端面射出．(1)求該玻璃棒的折射率；(2)若將入射光向N端平移，當(dāng)?shù)谝淮紊涞交∶鍱F上時(shí)_______(填“能”“不能”或“無(wú)法確定能否”)發(fā)生全反射．【解析】(1)單色光照射到EF弧面上時(shí)剛好發(fā)生全反射．由全反射的條件得：C＝45°，由折射定律得n＝eq\f(sin90°,sinC).聯(lián)立兩式得n＝eq\r(2).(2)若將入射光向N端平移，當(dāng)?shù)谝淮紊涞交∶鍱F上時(shí)，入射角增大，能發(fā)生全反射．【答案】(1)eq\r(2)(2)能11．(2012·山東高考)如圖4－2－14所示，一玻璃球體的半徑為R，O為球心，AB為直徑．來(lái)自B點(diǎn)的光線BM在M點(diǎn)射出，出射光線平行于AB，另一光線BN恰好在N點(diǎn)發(fā)生全反射．已知∠ABM＝30°，求圖4－2－14(1)玻璃的折射率；(2)球心O到BN的距離．【解析】(1)設(shè)光線BM在M點(diǎn)的入射角為i，折射角為r，由幾何知識(shí)可知，i＝30°，r＝60°，根據(jù)折射定律得n＝eq\f(sinr,sini)代入數(shù)據(jù)得n＝eq\r(3).(2)光線BN恰好在N點(diǎn)發(fā)生全反射，則∠BNO為臨界角CsinC＝eq\f(1,n)設(shè)球心到BN的距離為d，由幾何知識(shí)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圖4－2－1512．如圖4－2－15所示，一玻璃正方體放在空氣中，其折射率為1.50.一條光線從立方體的頂部斜射進(jìn)來(lái)，然后投射到它的一側(cè)面．問(wèn)：(1)這條光線能否從側(cè)面射出？(2)如果光線能從上述側(cè)面射出，那么玻璃材料的折射率應(yīng)滿足什么條件？【解析】畫出光路如圖．(1)玻璃對(duì)空氣的臨界角為C＝arcsineq\f(1,n)＝arcsineq\f(1,1.5)＝41.8°.在玻璃體的上表面，光由空氣射向玻璃，所以，折射角r總是小于臨界角(41.8°)，在正方體側(cè)面的入射光的入射角β總是大于48.2°，即大于臨界角，因此