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课时作业15

1.(多选)下列说法正确的是( )
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】 因为水的折射率为1.33,酒精的折射率为1.36,所以水对酒精来说是光疏介质;由v =c /n 可知,光在光密介质中的速度较小.
【答案】 BD
2.在演示双缝干涉的实验时,常用激光作光源,这主要是应用激光的什么特性 ( )
A .亮度高
B .平行性好
C .单色性好
D .波动性好
【解析】 频率相同的两束光相遇才能发生干涉,激光的单色性好,频率单一,通过双缝时能够得到两束相干光.
【答案】 C
3.如图所示,一束光从折射率为1.5的玻璃内射向空气,在界面上的入射角为45°,下面四个光路图中,正确的是( )
【解析】 光由玻璃射入空气,入射角i =45°,而玻璃对空气的临界角C =arcsin 1n =arcsin 23<arcsin 22,所以C <45°,即光在玻璃和空气的界面上发生了全反射,A 正确.
【答案】 A
4.(2018·江苏高考)激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点,在科学技术和日常生活中应用广泛.下面关于激光的叙述正确的是() A.激光是纵波
B.频率相同的激光在不同介质中的波长相同
C.两束频率不同的激光能产生干涉现象
D.利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
【解析】激光是横波,A项错.光在不同介质中传播速度不同,波长也不同,B项错.相干光的条件是频率相同,C项错,D项正确.
【答案】 D
5.酷热的夏天,在平坦的柏油公路上,你会看到在一定距离之外,地面显得格外明亮,仿佛是一片水面,似乎还能看到远处车、人的倒影,但当你靠近“水面”时,它也随你的靠近而后退,对此现象正确的解释是()
A.同海市蜃楼具有相同的原理,是由于光的全反射造成的
B.“水面”不存在,是由于酷热难耐,人产生的幻觉
C.太阳辐射到地面,使地表空气温度升高,折射率大,发生全反射
D.太阳辐射到地面,使地表空气温度升高,折射率小,发生全反射
【解析】海市蜃楼是光的全反射造成的,它是因为下层空气的折射率比上层大,而柏油公路上的“水面”也是全反射现象,但它是因为下层空气的折射率比上层小,空中景物发出的光线传播到路面时发生全反射,D正确,A、B、C 错误.
【答案】 D
6.(多选)一束光从空气射向折射率n=2的某种玻璃表面,下列说法正确的是()
A.入射角大于45°时,会发生全反射现象
B.无论入射角多大,折射角都不超过45°
C.欲使折射角等于30°,应以45°入射角入射
D.当入射角的正切等于2时,反射光线和折射光线垂直
【解析】 选B 、C 、D.光由光密介质射向光疏介质时才有可能发生全反射,故A 错;光由空气射向玻璃时,45°的折射角对应的入射角为90°,故B 对;由
n =sin θ1sin θ2
可知,当θ2=30°时对应的入射角θ1=45°,故C 对;入射角θ1的正切等于2,即sin θ1cos θ1=2,再由折射率n =sin θ1sin θ2=2可得sin θ2=cos θ1,即θ1+θ2=90°,故D 对.
【答案】 BCD
7.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4-6-8所示.方框内有两个折射率n =1.5的玻璃全反射棱镜.图中给出了两棱镜四种放置方式的示意图,其中能产生图效果的是( )
图4-6-8
【解析】 四个选项产生的光路效果如图:
则可知B 项正确.
【答案】 B
图4-6-9
8.(多选)(2018·西安铁一中学检测)如图4-6-9所示,有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点,并偏折到F点,已知入射方向与边AB的夹角为θ=30°,E、F分别为AB、BC的中点,则()
A.该棱镜的折射率为 3
B.光在F点发生全反射
C.光从空气进入棱镜,波长变小
D.从F点出射的光束与入射到E点的光束平行
【解析】在E点作出法线可知入射角为60°,折射角为30°,折射率为3,故A对.由光路的可逆性可知,在BC边上的入射角小于临界角,不会发生全反
射,B错.由公式λ介=λ空气
n,可知C对.三棱镜两次折射使得光线都向底边偏
折,不会与入射到E点的光束平行,故D错.
【答案】AC
9.(2018·福建高考)如图4-6-10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4-6-10
A .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
10.一足够深的水池内盛有某种透明液体,液体的深度为H ,在水池的底部中央放一点光源,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4-6-11所示.求:
图4-6-11
(1)这种液体的折射率.
(2)液体表面亮斑的面积.
【解析】 由于反射光线与折射光线的夹角为105°,入射角i =30°,则折射
角r =45°,故n =sin r sin i = 2.
(2)设亮斑的半径为R ,sin C =1n =22,C =45°.
所以亮斑的半径R =H ,光斑面积S =πR 2=πH 2.
【答案】 (1)2 (2)πH 2
11.一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯,图4-6-12为过轴线的截面图,调整入射角α,使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43,求sin α的值.
图4-6-12
【解析】 当光线在水面发生全反射时,有sin C =1n ①
当光线从左侧面射入时,由折射定律sin αsin (π2-C )
=n ② 联立①②式代入数据求得
sin α=73.
【答案】 73
图4-6-13
12.(2018·山东省威海质检)如图4-6-13所示,△ABC 为折射率n =2的等腰直角三棱镜的横截面,∠C =90°,一束激光a 平行于AB 边射入棱镜,经一次折射后到达BC 边.试通过计算说明激光能否从BC 边射出?
【解析】 如图n =sin 45°sin α
由于n = 2
所以激光在AC 边发生折射的折射角为α=30°
根据几何关系有β+α=90° β=60°
发生全发射的临界角C
n=
1 sin C
C=45°
所以β>C,激光不能从BC边射出.【答案】不能。

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