《光的全反射》同步练习1.doc

光的全反射同步练习1某种介质对空气的折射率是，一束光从该介质射向空气，入射角是60，则下列光路图中正确的是(图中为空气，为介质)()解析由题意知，光由光密介质射向光疏介质，由sin C，得C45160，故在两介质的界面上会发生全反射，只有反射光线，没有折射光线，故选项D正确答案D2夏日的太阳光斜照在平坦的沙漠上，我们面对太阳向前看时，常会发现亮光好像是从远处的水面上反射过来一样关于这种现象，下列说法正确的是 ()A越靠近地面，空气的折射率越大B越靠近地面，空气的折射率越小C这是光的干涉形成的D这是光的衍射形成的解析在沙漠里，夏天太阳照到沙地上，接近沙面的热空气层比上层空气密度小，折射率也小，从远处物体射向地面的光线，进入折射率小的热空气层时被折射，入射角逐渐增大，也会发生全反射，人们逆着光线看到远处物体的倒景，这就是沙漠里的“蜃景”B对答案B图42、313.空气中两条光线a和b从方框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光线如图42、312所示方框内有两个折射率n1.5的玻璃全反射棱镜，下图给出了两棱镜四种放置方式的示意图其中能产生图42、312 效果的是 ()解析四个选项产生的光路效果如下图：由上图可知B项正确答案B4光线由空气射入半圆形玻璃砖，或从玻璃砖射入空气的光路图如图42、313所示，正确的是(玻璃的折射率为1.5) ()图42、313A图乙、丙、丁 B图甲、丁C图乙、丙、甲 D图甲、丙解析光线由空气进入玻璃砖中时，入射角大于折射角，由玻璃砖射入空气时，入射角小于折射角由临界角计算公式得Carcsin arcsin 4149，入射角50大于临界角，将发生全反射，故正确答案是A.答案A图42、3145.如图42、314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. B. C. D.解析如下图所示，标出相关角度，根据折射率定义有，sin1nsin2，nsin31，已知145，又2390，解得：n.答案A6潜水员在水深为h的地方向水面观望时，发现整个天空及远处地面的景物均呈现在水面处的圆形区域内，已知水的临界角为，则所观察到的圆形半径为()Ahtan Bhsin C. D.解析如右图所示，水面上景物发出的光线经水面折射后均在顶角为2 的圆锥里，人的眼睛处在圆锥的顶点处，而最远处的景物进入眼睛的光线几乎是紧贴水面，其入射角接近90，折射角为.因此，人看到的景物呈现在人眼上方以O点为圆心、r为半径的水面区域内，由图可知rhtan .答案A图42、3157.一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，如图42、315所示为过轴线的截面图，调整入射角，光线恰好在水和空气的界面上发生全反射，已知水的折射率为，求sin 的值解析当光线在水面发生全反射时有sin C，当光线从左侧射入玻璃杯时，由折射定律有n，联立以上两式并代入数据可得sin .答案8.频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图42、316所示，下列说法正确的是 ()图42、316A单色光1的波长小于单色光2的波长B在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间D单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全 反射临界角解析由题图可知，光线1的折射率大，频率高，波长小，在介质中传播速度小，因而产生全反射的临界角小选项A、D正确，B错误设玻璃板的宽度为d，由n，在玻璃板中传播的距离l，传播的速度v，所以光在玻璃板中传播的时间t，若光线1、2的折射角为2和2，满足2290时，有sin 22sin 22，两种色光透过玻璃砖的时间相同，所以两束光在玻璃砖中传播的时间可能相等也可能不相等，选项C错误答案AD9.如图42、317所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90、半径为R的扇形OAB.一束平行光平行于横截面，以45入射角照射到OA上，OB不透光若只考虑首次入射到圆弧上的光，则上有光透出部分的弧长为()图42、317A.R B.R C.R D.R解析由sin C可知光在玻璃柱中发生全反射的临界角C45.据折射定律可知所有光线从AO进入玻璃柱后的折射角均为30.从O点入射后的折射光线将沿半径从C点射出假设从E点入射的光线经折射后到达D点时刚好发生全反射，则ODE45.如图所示，由几何关系可知45，故弧长R，故B正确答案B图42、31810.如图42、318所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r，外圆半径为R，Rr.现有一束单色光垂直于水平端面A射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面B射出设透明柱体的折射率为n，光在透明柱体内传播的时间为t，若真空中的光速为c，则()An可能为 Bn可能为2Ct可能为 Dt可能为解析只经过两次全反射可知第一次入射角为45，反射光路图如图所示根据全反射可知临界角C45，再根据n可知n；光在透明柱体中运动路程为L4r，运动时间为t，则t，C、D错误；A、B正确答案AB图42、31911(2011天津卷，9)某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率开始玻璃砖的位置如图42、319中实线所示，使大头针P1、P2与圆心O在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动，同时在玻璃砖的直径边一侧观察P1、P2的像，且P2的像挡住P1的像如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失此时只须测量出_，即可计算玻璃砖的折射率请用你的测量量表示出折射率n_.解析光线指向圆心入射时不改变传播方向，恰好观察不到P1、P2的像时发生全反射，测出玻璃砖直径边绕O点转过的角度，此时入射角即为全反射临界角，由sin 得n.答案玻璃砖直经边绕O点转过的角度12(1)一足够大的水池内盛有某种透明液体，液体的深度为H，在水池的底部放一点光源S，其中一条光线以30入射角射到液体与空气的界面上，它的反射光线与折射光线的夹角为105，如图42、320所示求：(1)液体的折射率；图42、320液体表面亮斑的面积(2)光是一种电磁波，当光从水中射入空气中时，波长会_(填写“变长”，“变短”、“不变”)，如果光的频率为6.71014 Hz，空气中光速约为3.0108 m/s，则在空气中的波长为_ m.解析(1)由图知入射角i30，折射角r45，n1.414.若发生全反射，入射角C应满足sin C，C45亮斑半径RHtan CH，亮斑面积SH2.(2)变长由cf得 m4.5107m.答案(1)1.414H2(2)变长4.5107