高中物理教科版 (2019)选择性必修 第一册4 波的反射与折射作业ppt课件

这是一份高中物理教科版 (2019)选择性必修 第一册4 波的反射与折射作业ppt课件，共32页。

1.如图所示,取一个半径为r的薄软木塞,在它的圆心处插上一枚大头针,让软木塞浮在液面上。调整大头针插入软木塞的深度,使它露在外面的长度为h。这时从液面上方的各个方向向液体中看,恰好看不到大头针。光在真空中的速度为c。下列说法正确的是(　　)
2.某透明均匀介质的截面图如图所示,直角三角形的直角边BC与半圆形直径重合,半圆形的圆心为O点,一束绿色光线从AC面上的E点射入该介质,入射光线的延长线过O点,且OE=OC,折射光线在半圆形界面处刚好发生全反射。若不考虑二次反射情况,则(　　)A.若只将光线换成蓝光,光线在半圆形界面处的入射点将下移B.若只将光线换成红光,光线在半圆形界面处的入射点将下移C.增大光线与AE间的夹角,绿光将从半圆形界面处射出D.增大光线与AE间的夹角,绿光在介质中的传播时间将变长
解析 在同种介质中,n红r绿>r蓝,作出光路图如图所示,A错误,B正确;增大光线与AE的夹角会使绿光在介质中传播的距离变小,同时也会增大绿光在半圆形界面处的入射角,则绿光在介质中的传播时间变短,且仍旧在界面处发生全反射,C、D错误。
3.(多选)如图所示,两束单色光E、F从水下射向水面上的A点,光线经折射后合成一束光C,则下列说法正确的是(　　)A.E光比F光在水中的折射率大B.在水中E光的速度大于F光的速度C.在水中E光的临界角大于F光的临界角D.E、F光以相同入射角从空气射向水,E光的折射角小于F光的折射角
4.(多选)某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n,如图甲所示,O是圆心,MN是法线,AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径,该同学测得多组入射角i和折射角r,并作出sin i-sin r图像如图乙所示。下列说法正确的是(　　)A.光线由A经O到BB.光线由B经O到AC.玻璃砖的折射率为n=1.5D.玻璃砖的折射率为n=0.67
解析 由图像可得sin i5.如图所示,一长方体透明玻璃砖在底部挖去半径为R的半圆柱,玻璃砖长为L。一束单色光垂直于玻璃砖上表面射入玻璃砖,且覆盖玻璃砖整个上表面。已知该单色光在玻璃砖中的折射率为 ,则半圆柱面上有光线射出的部分(　　)
解析 光线经过玻璃砖上表面到达下方的半圆柱面出射时可能发生全反射,如图所示。
6.如图所示,透明介质的横截面为直角三角形ABC,AB垂直BC,D为AB的中点,BC长度为L, θ=30°。光屏MN与AC等长且平行正对,光屏与AC的距离也为L。某种单色光垂直BC射入介质,恰好在AC上发生全反射,已知光速为c。(1)求光在该介质中的传播速度v;(2)让该单色光从D点垂直AB射入介质,求此单色光射出介质后,打在光屏上的位置到光屏上端M的距离s。
解析 (1)由题可得,光路如图甲所示,由几何知识可知发生全反射的临界角为C=60°
(2)单色光从D点射入后其路线如图乙所示,光线从E点射出,到达光屏的F点,
答案 (1)4 m　(2)2.2 m解析 (1)根据题意,设光线恰好被障碍物底部挡住看不到A点时,入射角、折射角分别为α、β,画出光路图,如图所示
8.公园的湖面上有一伸向水面的混凝土观景平台,其竖直截面图如图所示,观景平台下表面恰好与水面相平,P点为观景平台右侧面在湖底的投影,湖底水平,水深H=4 m,在距观景平台右侧面d=4 m处有垂直湖面足够大的幕布,幕布下边缘刚好和水面接触。在P点左侧l=3 m处的Q点装有一单色点光源,该光源发出的光最高能照射到幕布上距水面h=3 m处。 (1)求水对该单色光的折射率n;(2)若将该光源从Q点沿湖底向左移动,则移动多大距离时刚好没有光照到幕布上?
解析 (1)点光源Q在距水面4 m处发出的光在观景台右侧面与水面交接处折射到幕布上,照射到幕布的光最高,如图甲所示,
9.发光二极管(LED)可高效地将电能转化为光能,在照明、平板显示、医疗器件等领域具有广泛的用途。有一种发光二极管,它由透明柱体和发光管芯组成,透明柱体的纵截面如图所示,柱体上半部分是球心为O、半径为R的半球体,M是球体的顶点,柱体下半部分是高度为R的圆柱体,其下表面的圆心为D、半径为R,管芯发光区域是半径为r且紧贴柱体下表面的圆面(PQ是直径,圆心也在D点)。(1)若透明体的折射率n0= ,真空中光速为c,求光从P点沿直线传播到M点的时间t;(2)为使管芯发出的光到达球面时都不发生全反射,透明体的折射率n应满足什么条件?
(2)如图所示,从P或Q点射到N或N'点的光在球面处的入射角最大(设为i),
10.如图所示,平静湖面岸边的垂钓者的眼睛恰好位于岸边P点正上方h1= 1.8 m的高度处,浮标Q离P点的距离s1=2.4 m,鱼饵灯M在浮标正前方s2=3.6 m处的水下h2=4.8 m深度处,垂钓者发现鱼饵灯刚好被浮标挡住。(1)求水的折射率;(2)若鱼饵灯缓慢竖直上浮,当它离水面多深时,鱼饵灯发出的光恰好无法从水面PQ间射出?(结果可以用根号表示)
解析 (1)鱼饵灯发出的光在Q处发生折射,入射角为i,折射角为r,则由几何关系可得
11.某均匀透明球形液滴的截面如图所示,圆心O在球心上,球半径为R。一束光从空气中(看作真空)平行直径AB射到圆上的C点,入射角i=60°,该光射入球内经过一次反射后从D点再次平行AB折射向空气中,光在真空中的传播速度为c,求:(1)液滴对该光的折射率n;(2)该光在液滴内传播的时间t。
解析 (1)根据对称及光路可逆性,作出光路如图所示i'=60°r=r'=θ=30°
12.(2023山东菏泽高二期末)一个由长度L= m的圆柱体和半球体构成的工件用同种透明材料制成,圆柱体的底面半径和半球体的半径均为R=0.5 m,该工件的截面如图所示,图中OO'为该工件的主光轴。在截面所在平面内,用一束与AD边夹角为θ=37°的单色光从AD边上的O'点入射,入射光在AB边发生全反射,最后沿着OP(P点图中未画出)从半球上射出。已知OP与OB间的夹角为α=53°,sin 53°=0.8,cs 53°=0.6,光在真空中的传播速度为c=3.0×108 m/s,求:(1)该工件的折射率;(2)光在该工件中的传播时间(可用分数表示)。
解析 (1)设工件对该单色光的折射率为n,光在工件内的光路图如图所示由图中几何关系可知,光线在O'的入射角为i=90°-θ=53°折射角为β=90°-α=37°