光的折射全反射.doc

光的折射全反射一、选择题〔每题5分，共15分〕1.如下图，红色细光束a射到折射率为的透明球外表，入射角为45°,在球的内壁经过一次反射后，从球面射出的光线为b,那么入射光线a与出射光线b之间的夹角α为〔〕A.30°B.45°C.60°D.75°【解析】由折射定律有=sin45°/sinθ,得折射角θ=30°.画出光路图，由几何关系知，夹角α=30°,A正确.【答案】A2.两口大小和深度相同的井，一口是枯井，一口是水井〔水面在井口之下〕，两井底各有一只青蛙，那么〔〕A.枯井中青蛙觉得天比拟小，水井中青蛙看到井外的范围比拟大B.枯井中青蛙觉得天比拟大，水井中青蛙看到井外的范围比拟小C.枯井中青蛙觉得天比拟大，水井中青蛙看到井外的范围比拟大D.两只青蛙觉得井口一样大，水井中青蛙看到井外的范围比拟大【解析】作出光路如下图，由图得θ1<θ2,那么水井中青蛙看到井外的范围比拟大，θ1>θ2′,故枯井中青蛙觉得天大.〔θ1,θ2′为视角〕【答案】C3.如下图，在水中有一厚度不计的薄玻璃片制成的中空三棱镜，里面是空气，一束白光A从棱镜的左边射入，从棱镜的右边射出时发生了色散，射出的可见光分布在a点和b点之间〔如图〕，那么〔〕A.从a点射出的光是红光，从b点射出的光是紫光B.从a点射出的光是紫光，从b点射出的光是红光C.从a点和b点射出的光都是红光，从ab中点射出的光是紫光D.从a点和b点射出的光都是紫光，从ab中点射出的光是红光【解析】对于光疏三棱镜，当光线从一侧面射入，从另一侧面射出时，光线向顶角偏折，折射率越大，那么向顶角偏折越大，紫光折射率比红光大，因此紫光向顶角偏折大，A、C、D错，B对.【答案】B二、非选择题〔共45分〕4．(6分)直角玻璃三棱镜的截面如下图，一条光线从AB面入射，ab为其折射光线，ab与AB面的夹角α＝60°，这种玻璃的折射率n＝eq\r(2)，那么：(1)这条光线在AB面上的入射角为________；(2)图中光线ab________(填“能〞或“不能〞)从AC面折射出去．【解析】〔1〕设这条光线在AB面上的入射角为θ1，由图可知，折射角θ2=90°-α=30°,利用折射率n=,可得θ1=45°.(2)根据sinC=可知，临界角C=45°,所以光线在AC界面上发生了全反射，光线ab不能从AC面折射出去.【答案】(1)45°(2)不能5.(8分)如下图，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色光束从空气射向柱体的O点〔半圆的圆心〕，产生反射光束1和透射光束2，玻璃折射率为，当入射角θ=60°时，求反射光束1和透射光束2之间的夹角多大？【解析】反射角θ′=θ=60°.由折射定律n=.解得折射角θ1=30°.因此反射光束1和透射光束2之间的夹角θ2=180°-(θ′+θ1)=90°.【答案】90°6．(10分)如下图，平行玻璃砖的折射率n=,厚度为d，入射光线AO以入射角θ=60°射到玻璃砖的上外表，经玻璃砖折射从下外表射出，出射光线与入射光线平行，求两平行光线的距离.〔结果可用根式表示〕【解析】作出光路如图由折射定律得=n,得sinθ′==.所以θ′=30°.由图知∠AOC=∠AOB=30°.那么AB=AC=d·tan30°=d【答案】d7．(10分)一个圆柱形筒，直径为12cm，高16cm，人眼在筒侧上方某处观察，所见筒侧的深度为9cm.当筒中盛满液体时，那么人眼又恰能看到筒侧的最低点．(1)此液体的折射率是多少？(2)光在此液体中的传播速度是多大？【解析】先画出一圆柱形筒，筒高H＝16cm，直径d＝12cm.人眼在A处，筒侧底部“最低点〞为B，筒内无液体时，人眼能见深度h＝9cm.筒内盛满液体时，人眼能看到B点．根据光的折射画出光路如下图．〔1〕sinθ1=,sinθ2=.此液体的折射率n===eq\f(4,3).×108m/s.【答案】(1)eq\f(4,3)(2)2.25×108m/s8.(11分)据报道：奥运会举办时光纤通信网覆盖所有奥运场馆，为各项比赛提供了平安可靠的通信效劳．光纤通信利用光的全反射将大量信息高速传输．如下图，一条圆柱形的光导纤维，长为L，它的玻璃芯的折射率为n1，外层材料的折射率为n2，光从一端射入经全反射后从另一端射出所需的最长时间为t.请探究分析以下问题：(1)n1和n2的大小关系；(2)最长时间t的大小．(图中标的C为全反射的临界角，sinC＝n2/n1)【解析】(1)欲使光在n1和n2的