人教版高中物理选修3-4课后习题 第十三章 习题课 光的折射和全反射.docVIP

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第十三章光

习题课:光的折射和全反射

课后篇巩固提升

1.劣质的玻璃中往往含有空气泡,这些空气泡看上去比较亮,对这一现象有以下不同的解释正确的是()

A.空气泡对光线有会聚作用,因而较亮

B.空气泡对光线有发散作用,因而较亮

C.从空气泡到达玻璃的界面处的光一部分发生全反射,因而较亮

D.从玻璃到达空气泡的界面处的光一部分发生全反射,因而较亮

答案D

2.

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,其光路如图所示。下列说法正确的是 ()

A.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

解析根据题图可知,光1的折射率较大,与光2相比,其波长较小,在玻璃中传播速度较小,临界角较小,通过玻璃的时间较大。

答案AD

3.

在测定玻璃的折射率实验中,已画好玻璃砖界面两直线aa与bb后,不小心误将玻璃砖向上稍平移了一点,如图所示,若其他操作正确,则测得的折射率将()

A.变大 B.变小

C.不变 D.变大、变小均有可能

解析

设P1、P2、P3、P4是正确操作所得到的四枚大头针的位置,画出光路图后可知,即使玻璃砖向上平移一些,如图所示,实际的入射角没有改变。实际的折射光线是O1O1,而现在误把O2O2作为折射光线,由于O1O1平行于O2O2,所以折射角没有改变,折射率不变。

答案C

4.图甲为光学实验用的长方体玻璃砖,它的面不能用手直接接触。在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同,且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像,但最后一个针孔的位置不同,分别为d、e两点,如图乙所示。计算折射率时,用(选填“d”或“e”)点得到的值较小,用(选填“d”或“e”)点得到的值误差较小。?

甲

乙

解析

光学面若被手接触污染,会影响观察效果,增加实验误差;分别连接cd和ce并延长到界面,与界面分别交于f、g两点,如图所示。由n=sinisinr不难得出用d点得到的折射率值较小,过c点的出射光线应平行于ab,利用直尺比对并仔细观察,可知ec∥

答案光学de

5.如图所示,某同学利用方格坐标纸测定半圆形玻璃砖的折射率,OA是画在纸上的直线,他在直线OA的适当位置先后竖直插上P1、P2两枚大头针,按图甲所示放上玻璃砖(如粗黑线所示),然后插上P3、P4大头针。

(1)其中他确定P3大头针位置的方法应是。?

(2)若该同学实验操作规范准确,其记录的情况如图甲所示。该同学还用圆规做了一个以O为圆心,半径与玻璃砖相同的半圆(如图甲中虚线所示)。请算出玻璃砖的折射率n=。?

解析(1)透过玻璃砖看,使P3大头针挡住P1、P2两枚大头针的像,就可以确定P3在折射光线上。

(2)如图所示,光从玻璃射入空气的入射角为θ1=∠BOC,折射角为θ2=∠DOE,根据光路可逆性和折射定律可得玻璃的折射率为n=sinθ2sinθ1,设半圆玻璃砖的半径为R,由几何知识可得sinθ1=BCR,sinθ

答案(1)透过玻璃砖看,使P3大头针挡住P1、P2两枚大头针的像(2)1.5

6.如图所示,扇形AOB为透明柱状介质的横截面,圆心角∠AOB=60°。一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质,经OA折射的光线恰平行于OB。

(1)求介质的折射率;

(2)折射光线中恰好射到M点的光线(选填“能”或“不能”)发生全反射。?

解析(1)依题意画出光路图,如图甲所示。

由几何知识可知,入射角i=60°,折射角r=30°,根据折射定律得n=sinisinr,代入数据解得n=3

(2)如图乙所示,可知θ=30°,所以不能发生全反射。

答案(1)n=3(2)不能

7.(江苏扬州中学模拟)如图所示,玻璃砖的折射率n=23,一细光束从玻璃砖左端以入射角i射入,光线进入玻璃砖后在上表面恰好发生全反射。求光速在玻璃砖中传播的速度v及入射角i。(已知光在真空中传播速度c=3.0×108

解析根据n=cv,v=332

全反射条件sinC=1n

根据n=sinisinr,sini=

答案v=332×108

8.如图所示,在MN的下方足够大的空间是玻璃介质,其折射率为n=3,玻璃介质的上边界MN是屏幕。玻璃中有一正三角形空气泡,其边长l=40cm,顶点与屏幕接触于C点,底边AB与屏幕平行。激光a垂直于AB边射向AC边的中点O,结果在屏幕MN上出现两个光斑。求两个光斑之间的距离L。

解析激光射向A