物理2 全反射练习题

这是一份物理2 全反射练习题，共3页。试卷主要包含了下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
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
答案：BD
2．在沙漠中或大海上旅行，有时会看到前方或地平线上有高楼大厦或热闹的市场，实际上却什么也没有，这种现象叫做“海市蜃楼”．出现“海市蜃楼”的原因是( )
A．光的全反射的缘故
B．光从云层上反射的缘故
C．光沿直线传播的缘故
D．光在不均匀的大气层中不沿直线传播的缘故
答案：AD
3.如图13－2－12所示，已知介质Ⅰ为空气，介质Ⅱ的折射率为eq \r(2)，则下列说法中正确的是( )
图13－2－12
A．光线a、b都不能发生全反射
B．光线a、b都能发生全反射
C．光线a发生全反射，光线b不发生全反射
D．光线a不发生全反射，光线b发生全反射
解析：选A.根据发生全反射的条件，光从光密介质射到光疏介质中时，介质Ⅱ对空气Ⅰ来说是光密介质，所以光线b可能发生全反射，临界角为：sinC＝eq \f(1,n)＝eq \f(1,\r(2))，C＝45°
注意图中光线b与界面的夹角60°，而此时的入射角为30°＜45°，故光线b也不能发生全反射，故正确选项为A.
4．光在某种介质中传播的速度为1.5×108 m/s，那么，光从此介质射向空气并发生全反射的临界角应为( )
A．60° B．45°
C．30° D．75°
解析：选C.由n＝eq \f(c,v)和sinC＝eq \f(1,n)解得：C＝30°，故C项正确．
5．如图13－2－13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.
图13－2－13
(1)求介质的折射率．
(2)折射光线中恰好射到M点的光线________(填“能”或“不能”)发生全反射．
解析：依题意作出光路图，
(1)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＝eq \f(sini,sinr)
代入数据解得
n＝eq \r(3)
(2)sinC＝eq \f(1,n)＝eq \f(\r(3),3)＞eq \f(1,2)
∴C＞30°，α＝30°
∴不能发生全反射．
答案：(1)eq \r(3) (2)不能
6.如图13－2－22所示是一种折射率n＝1.5的棱镜，现有一束光线沿MN的方向射到棱镜的AB界面上，入射角的正弦值为sini＝0.75.求：
图13－2－22
(1)光在棱镜中传播的速率；
(2)通过计算说明此束光线射出棱镜后的方向并画出光路图(不考虑返回到AB面上的光线)．
解析：(1)v＝eq \f(c,n)＝eq \f(3.0×108,1.5) m/s＝2.0×108 m/s
(2)在N点折射：sinr＝eq \f(sini,n)＝eq \f(0.75,1.5)＝eq \f(1,2)，
∴r＝30°，因此折射光线ND与底边AC平行．
由几何知识得入射角i1＝45°，
由sinC＝eq \f(1,n)＝eq \f(1,1.5)＜eq \f(1,\r(2))
∴C＜45°
故光在D点发生全反射，由反射定律知反射光DE垂直AC边射出．光路如图
答案：见解析
7.如图13－2－23所示，半圆形玻璃砖的半径为R，光屏PQ置于直径的右端并与直径垂直，一复色光与竖直方向成α＝30°角射入玻璃砖的圆心，由于复色光中含有两种单色光，故在光屏上出现了两个光斑，玻璃对这两种单色光的折射率分别为n1＝eq \r(2)和n2＝eq \r(3).求：
图13－2－23
(1)这两个光斑之间的距离；
(2)为使光屏上的光斑消失，复色光的入射角至少为多少？
解析：(1)作出光路图，由折射定律有：
n1＝eq \f(sinβ1,sinα)，n2＝eq \f(sinβ2,sinα)
代入数据得：β1＝45°，β2＝60°
故ab＝Pb－Pa＝Rtan45°－Rtan30°＝(1－eq \f(\r(3),3))R.
(2)当两种色光在界面处均发生全反射时光屏上的光斑消失，且玻璃对其折射率为n2的色光先发生全反射，故sinC1＝eq \f(1,n1)＝eq \f(\r(2),2)
即入射角α＝C1＝45°.
答案：(1)(1－eq \f(\r(3),3))R (2)45°