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1、課時分層作業(yè)(十六)
(建議用時:45分鐘)
[基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練]
1.下列說法正確的是( )
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?,所以水對酒精來說是光疏介質(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
E.光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)有可能不發(fā)生全反射
解析:因?yàn)樗恼凵渎蕿?.33,酒精的折射率為1.36,所以水對酒精來說是光疏介質(zhì);由v=c/n可知,光在光密介質(zhì)中的速度較?。?
答案:BDE
2.如圖所示,ABCD是兩面平行的透明玻璃,AB面和CD面平行,它們是玻璃和空氣的界面,設(shè)為界
2、面1和界面2.光線從界面1射入玻璃磚,再從界面2射出,回到空氣中,如果改變光到達(dá)界面1時的入射角,則( )
A.只要入射角足夠大,光線在界面1上可能發(fā)生全反射現(xiàn)象
B.只要入射角足夠大,光線在界面2上可能發(fā)生全反射現(xiàn)象
C.不管入射角多大,光線在界面1上都不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象
D.不管入射角多大,光線在界面2上都不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象
E.光線穿過玻璃磚后傳播方向不變,只發(fā)生側(cè)移
解析:在界面1,光由空氣進(jìn)入玻璃磚,是由光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì),不管入射角多大,都不能發(fā)生全反射現(xiàn)象;在界面2,光由玻璃磚進(jìn)入空氣,是由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì),由于界面1和界面2平行,光由界面1進(jìn)入玻璃后
3、再到達(dá)界面2,在界面2上的入射角等于在界面1上的折射角,因此入射角總是小于臨界角,也不會發(fā)生全反射現(xiàn)象.
答案:CDE
3.光從介質(zhì)1通過兩種介質(zhì)的交界面進(jìn)入介質(zhì)2的光路如圖所示.下列論述正確的是( )
A.光在介質(zhì)1中的傳播速度較大
B.光在介質(zhì)2中的傳播速度較大
C.光從介質(zhì)1射向兩種介質(zhì)的交界面時,不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象
D.光從介質(zhì)2射向兩種介質(zhì)的交界面時,可能發(fā)生全反射現(xiàn)象
E.光從介質(zhì)2射向兩種介質(zhì)的交界面時,不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象
解析:光從介質(zhì)1進(jìn)入介質(zhì)2的光路如題圖,入射角大于折射角,即從光疏介質(zhì)入射到光密介質(zhì),所以光線在介質(zhì)1中傳播速度較大,A對B錯.光線
4、從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)可能發(fā)生全反射即從介質(zhì)2到介質(zhì)1,CD對,E錯.
答案:ACD
4.下列現(xiàn)象中是由于全反射造成的是( )
A.露珠在陽光下格外明亮
B.直棒斜插入水中時,呈現(xiàn)彎折現(xiàn)象
C.海市蜃樓
D.在炎熱夏天的柏油馬路上,遠(yuǎn)處的路面顯得格外明亮
E.水杯盛水后,看上去杯子變淺
解析:
答案:ACD
5.如圖所示,一束光從空氣中射向折射率n=的某種玻璃的表面,i表示入射角,則下列說法中確的是( )
A.當(dāng)i>45°時會發(fā)生全反射現(xiàn)象
B.無論入射角是多大,折射角r都不會超過45°
C.欲使折射角r=30°,應(yīng)以i=45°的角度入射
D.當(dāng)入射角i=
5、arctan時,反射光線跟折射光線恰好垂直
E.當(dāng)入射角i=arctan時,反射光線跟折射光線恰好垂直
解析:當(dāng)入射光由光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)時,無論入射角多大,都不會發(fā)生全反射,故A項(xiàng)錯誤.由n==,當(dāng)i=90°時,r=45°,故B項(xiàng)對.由=,當(dāng)r=30°時,i=45°,C項(xiàng)對.由i=arctan,得到tan i=,設(shè)折射角為r,從而求出sin i=cos r=,cos i=sin r=,可知i+r=90°,反射光線跟折射光線恰好垂直,D項(xiàng)也對.
答案:BCD
6.下列說法正確的是( )
A.在水中的潛水員斜向上看岸邊的物體時,看到的物體的像將比物體所處的實(shí)際位置高
B.光纖通信
6、是一種現(xiàn)代通信手段,它是利用光的全反射原理來傳遞信息的
C.玻璃杯裂縫處在光的照射下,看上去比周圍明顯亮,是由于光的全反射
D.海市蜃樓產(chǎn)生的原因是海面上方上層空氣的折射率比下層空氣的折射率大
E.小孔成像是根據(jù)光的全反射
解析:由于光的折射,當(dāng)水中的潛水員斜向上看岸邊的物體時,看到的物體的像比物體的實(shí)際位置高,選項(xiàng)A正確;光纖通信是利用光的全反射原理來傳遞信息的,選項(xiàng)B正確;玻璃杯裂縫處在光的照射下,看上去比周圍明顯亮是由于光在裂縫處發(fā)生全反射造成的,選項(xiàng)C正確;海市蜃樓產(chǎn)生的原因是海面上方上層空氣的折射率比下層空氣的折射率小,選項(xiàng)D錯誤.小孔成像是光的直線傳播,E錯誤.
答案:A
7、BC
7.自行車的尾燈采用了全反射棱鏡的原理,它雖然本身不發(fā)光,但在夜間騎行時,從后面開來的汽車發(fā)出的強(qiáng)光照到尾燈后,會有較強(qiáng)的光被反射回去,使汽車司機(jī)注意到前面有自行車.尾燈的構(gòu)造如圖所示,則汽車燈光射過來,在尾燈的________(選填“左”或“右”)表面發(fā)生全反射.
答案:左
8.一束光線從折射率為1.5的玻璃內(nèi)射向空氣,在界面上的入射角為45°.畫出光路圖.
解析:因?yàn)椴AУ恼凵渎蕁=1.5,設(shè)全反射的臨界角為C,則有sin C==.而題中sin 45°=
所以45°>C,故發(fā)生全反射.
答案:
[能力提升練]
9.一玻璃磚橫截面如圖所示,其中ABC為直角三角形
8、(AC邊未畫出),AB為直角邊,∠ABC=45°;ADC為一圓弧,其圓心在BC邊的中點(diǎn).此玻璃的折射率為1.5,P為一貼近玻璃磚放置的、與AB垂直的光屏.若一束寬度與AB邊長度相等的平行光從AB邊垂直射入玻璃磚,則( )
A.從BC邊折射出一束寬度與BC邊長度相等的平行光
B.在BC面無光線射出
C.屏上有一亮區(qū),其寬度小于AB邊的長度
D.屏上有一亮區(qū),其寬度等于AC邊的長度
E.當(dāng)屏向遠(yuǎn)離玻璃磚的方向平行移動時,屏上亮區(qū)先逐漸變小然后逐漸變大
解析:
因sin C==,所以45°>C,光在BC面上發(fā)生全反射,A選項(xiàng)錯誤.B選項(xiàng)正確.光經(jīng)BC面全反射后垂直AC面由AD
9、C進(jìn)入空氣,折射角大于入射角,故所有從曲面ADC射出的光線都向ADC的中央方向偏折,如圖所示,屏上亮區(qū)寬度小于AC邊長度,又AB邊與AC邊長度相等,故C、E選項(xiàng)正確,D選項(xiàng)錯誤.
答案:BCE
10.如圖所示,一玻璃球體的半徑為R,O為球心,AB為直徑.來自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:
(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,由幾何知識可知,i=30°,r=60°,根據(jù)折射定律得n= ①
代入數(shù)據(jù)得
n=. ②
(2)光線BN恰好在
10、N點(diǎn)發(fā)生全反射,則∠BNO為臨界角C
sin C= ③
設(shè)球心到BN的距離為d,由幾何知識可知
d=Rsin C ④
聯(lián)立②③④式得
d=R.
答案:(1) (2)R
11.半徑為R的半圓柱形玻璃,橫截面如圖所示,O為圓心,已知玻璃的折射率為,當(dāng)光由玻璃射向空氣時,發(fā)生全反射的臨界角為45°,一束與MN平面成45°角的平行光束射到玻璃的半圓柱面上,經(jīng)玻璃折射后,有部分光能從MN平面上射出,求能從MN平面上射出的光束的寬度為多少.
解析:
如圖所示,進(jìn)入玻璃中的光線①垂直于半球面,沿半徑方向直達(dá)球心位置O,且入射角等于臨界角,恰好在O點(diǎn)發(fā)生全反射.光線①左側(cè)的光線(
11、如光線②)經(jīng)球面折射后,射在MN上的入射角一定大于臨界角,在MN上發(fā)生全反射,不能射出.光線①右側(cè)的光線經(jīng)半球面折射后,射到MN面上的入射角均小于臨界角,能從MN面上射出.最右邊射向半球面的光線③與球面相切,入射角i=90°,由折射定律知sin r==,則r=45°.故光線③將垂直于MN射出.所以在MN面上射出的光束寬度應(yīng)是OE=R sin r=R.
答案:R
12.一厚度為h的大平板玻璃水平放置,其下表面貼有一半徑為r的圓形發(fā)光面.在玻璃板上表面放置一半徑為R的圓紙片,圓紙片與圓形發(fā)光面的中心在同一豎直線
上.已知圓紙片恰好能完全遮擋住從圓形發(fā)光面發(fā)出的光線(不考慮反射),求平板玻璃的折射率.
解析:根據(jù)全反射規(guī)律,圓形發(fā)光面邊緣發(fā)出的光線射到玻璃板上表面時入射角為臨界角(如圖所示)設(shè)為θ,且sin θ=.
根據(jù)幾何關(guān)系得:
sin θ=
而L=R-r
聯(lián)立以上各式,解得n=.
答案:
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