1、课时作业59光的折射全反射时间：45分钟1虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图所示M、N、P、Q点的颜色分别为(A)A紫、红、红、紫 B红、紫、红、紫C红、紫、紫、红 D紫、红、紫、红解析：因为玻璃对红光的折射率最小，对紫光的折射率最大，所以由题图可知，M、N、P、Q点的颜色分别为紫、红、红、紫，故A项正确，B、C、D项错误2.(多选)一束光从空气射向折射率n的某种玻璃的表面，如图所示i代表入射角，则(BCD)A当入射角i0时不会发生折射现象B无论入射角i是多大
2、，折射角r都不会超过45C欲使折射角r30，应以i45的角度入射D当入射角iarctan时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直E当入射角大于临界角时，会发生全反射解析：当入射角i0时，光能从空气进入玻璃，故发生了折射现象，A错误；当入射角是90时，根据折射定律得n，解得r45，所以无论入射角i是多大，折射角r都不会超过45，B正确；欲使折射角r30，根据折射定律得n，解得i45，故C正确；当iarctan，有tani，设入射角为i，折射角为r，根据折射定律得ntani，解得sinrcosi，所以反射光线跟折射光线恰好互相垂直，故D正确；光从空气射入玻璃不会发生全反射，E错误3.(多选)如图所示为一
3、直角三棱镜的横截面，bac90，abc60，一平行细光束从O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜已知棱镜材料的折射率n，若不考虑原入射光在bc面上的反射光，则(BDE)A有光线从ab面射出B有光线从ac面射出C有光线从bc面射出，且与bc面斜交D有光线从bc面射出，且与bc面垂直E光线不可能从ab面射出，即在ab面发生全反射解析：由棱镜材料的折射率n可知，全反射临界角为45，平行细光束在ab面上入射角为60，大于临界角，发生全反射，反射光在ac面上入射角为30，小于临界角，既有反射又有折射，光线在bc面上垂直射出，光路图如图所示，故B、D、E正确4.(多选)如图所示是一玻璃球体，其半径为R，O为球心
4、，AB为水平直径，M点是玻璃球的最高点，来自B点的光线BD从D点射出，出射光线平行于AB.已知ABD30，光在真空中的传播速度为c，则(ABE)A此玻璃的折射率为B光线从B到D需用时C若增大ABD，光线不可能在DM段发生全反射现象D若减小ABD，从AD段射出的光线均平行于ABE若ABD0，则光线从A点射出，传播方向不变，光的传播速度增大解析：由图可知，光线在D点的入射角为i30，折射角为r60，由折射率的定义得n，故n，A正确；光线在玻璃中的传播速度为vc，由图可知BDR，所以光线从B到D需用时t，B正确；若增大ABD，则光线射向DM段时入射角增大，射向M点时入射角为45，而临界角满足sinC
5、sin45，即光线可以在DM段发生全反射现象，C错误；要使出射光线平行于AB，则入射角必为30，D错误；入射角为0时，折射角为0，光沿直线传播，光从玻璃射向空气传播速度增大，E正确5.如图，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从三棱镜的左边射入，从三棱镜的右边射出时发生色散，射出的可见光分布在a点和b点之间，则下列说法正确的是(BDE)A从a点射出的是红光，从b点射出的是紫光B从a点射出的是紫光，从b点射出的是红光C从a点和b点射出的都是红光，从ab中点射出的是紫光D若蓝光能使某金属发生光电效应，则射到a点的光也能使其发生光电效应E光在ab面上不可能发生全反射解
6、析：作出射到a点和b点的光路图如图所示：由图看出射到a点光的折射角比较大，而入射角相同，由n知，从a点射出的光的折射率较大，故从a点射出的是紫光，从b点射出的是红光，A、C错误，B正确；若蓝光能使某金属发生光电效应，根据入射光的频率大于金属的极限频率才能发生光电效应可知，射到a点的光也能使其发生光电效应，D正确；根据光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于临界角时才能发生光的全反射现象，在ab面上光从空气进入水中，因此不可能发生全反射，E正确6.某同学用插针法测梯形玻璃砖ABDC 的折射率，如图所示，用MN和PQ分别表示入射光线和出射光线，他测得光线在AB面的入射角i60，玻璃砖的AB面和CD面
7、之间相距为d，N点和PQ所在直线之间的距离为d，则下列说法正确的是(ACE)A光线MN与PQ一定平行B光线MN与PQ可能不平行C光线在AB面的折射角为30D光线在CD面的入射角为60E玻璃砖的折射率n解析：由于AB与CD平行，光线MN与PQ一定平行，A正确，B错误；如图，连接NP，NP即为在AB面上的折射光线，过N作NH垂直于PQ，由题意，NHd，在直角NHP中，sin(ir)，而NPcosrd，联立解得r30，即光线在AB面的折射角为30，在CD面的入射角为30，C正确，D错误；由折射定律得n，E正确7.一顶角为直角的玻璃砖，放在空气中，一光束射入玻璃砖的一个侧面BC，如图所示，然后投射到它
8、的另一个侧面AB.(1)若该光束在玻璃砖中发生全反射的临界角为42，这束光线能否从侧面AB射出？(2)若光线能从侧面AB射出，则玻璃砖折射率应满足什么条件？解析：光路图如图所示，由于临界角C42，无论从侧面BC入射的入射角1多大，均有折射角248，即入射角1C，发生全反射，故不能从侧面AB射出(2)因2总小于临界角，要在AB面能射出，1也应小于临界角即2C且1(902)45.这就要求玻璃折射率n满足sinCsin45，解得n.答案：(1)不能(2)n8某同学为了测量截面为正三角形的玻璃三棱镜的折射率，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的左侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的右侧观察到P1和P2的
9、像，当P1的像恰好被P2的像挡住时，插上大头针P3和P4，使P3挡住P1、P2的像，P4也挡住P1、P2的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示(1)在图上画出对应的光路答案：如解析图所示(2)为了测出三棱镜玻璃材料的折射率，若以AB为分界面，需要测量的量是入射角1、折射角2，在图上标出它们(3)三棱镜玻璃材料折射率的计算公式是n.(4)若在描绘三棱镜轮廓的过程中，放置三棱镜的位置发生了微小的平移(移至图中的虚线位置，底边仍重合)，若仍以AB为分界面，则三棱镜玻璃材料折射率的测量值大于真实值(填“大于”“小于”或“等于”)解析：(1)光路图如图所示(2)若以AB为分界面，需要测量的量为
10、入射角1、折射角2.(3)该三棱镜玻璃材料的折射率的计算公式为n.(4)若在描绘三棱镜轮廓的过程中，放置三棱镜的位置发生了微小的平移，仍以AB为分界面，将入射光线与AB的交点和出射光线与BC的交点连接起来，从而可知该连接线发生偏转，导致折射角变小，所以测量值比真实值大9.某透明材料制成的半径为R的球冠的截面如图所示，其底边AB与圆心O的距离dR.现让一光线沿PO方向从P点射入，在底边AB上恰好发生全反射已知球冠对该光线的折射率n，光在真空中的传播速度为c，求：(1)该光线射出球冠时的折射角；(2)该光线射出球冠前在球冠中传播的时间t.解析：(1)根据题意，可画出光路图如图所示设光线在底边AB上
11、的D处发生全反射的临界角为C，则有sinC又C解得C45故三角形DOE为直角三角形，有sin其中根据折射定律有n解得45.(2)根据勾股定理有设光线在球冠中的传播速度大小为v，有n又t解得t.答案：(1)45(2)10.如图所示，ABC为等腰直角三棱镜的截面图，AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点由红光和紫光两种单色光组成的复色光垂直BC边射向AB中点O，在光屏MN上产生两个亮斑，已知该介质对红光和紫光的折射率分别为n1，n2.(1)请画出光路图，并分析说出AM侧亮斑的颜色；(2)已知AB10 cm，求两个亮斑间的距离解析：(1)画光路图如图所示，设红光和紫光的临界角分别为C1、C2，sinC1，解得C160同理C245由于光在AB边上的入射角i45C2C1，所以紫光在AB面发生了全反射，而红光在AB面一部分折射，一部分反射，所以在AM侧产生的亮斑P1为红色(2)设折射角为r，两个光斑分别为P1、P2，根据折射定律得n1解得sinrn1sini，则cosr由几何知识可得5 cm由几何知识可得OAP2为等腰直角三角形，解得5 cm所以(5)cm.答案：(1)光路图见解析红色(2)(5)cm
