课时作业15

1．(多选)下列说法正确的是( )
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
【解析】 因为水的折射率为1.33，酒精的折射率为1.36，所以水对酒精来说是光疏介质；由v ＝c /n 可知，光在光密介质中的速度较小．
【答案】 BD
2．在演示双缝干涉的实验时，常用激光作光源，这主要是应用激光的什么特性 ( )
A ．亮度高
B ．平行性好
C ．单色性好
D ．波动性好
【解析】 频率相同的两束光相遇才能发生干涉，激光的单色性好，频率单一，通过双缝时能够得到两束相干光．
【答案】 C
3．如图所示，一束光从折射率为1.5的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为45°，下面四个光路图中，正确的是( )
【解析】 光由玻璃射入空气，入射角i ＝45°，而玻璃对空气的临界角C ＝arcsin 1n ＝arcsin 23<arcsin 22，所以C <45°，即光在玻璃和空气的界面上发生了全反射，A 正确．
【答案】 A
4．(2018·江苏高考)激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛．下面关于激光的叙述正确的是() A．激光是纵波
B．频率相同的激光在不同介质中的波长相同
C．两束频率不同的激光能产生干涉现象
D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
【解析】激光是横波，A项错．光在不同介质中传播速度不同，波长也不同，B项错．相干光的条件是频率相同，C项错，D项正确．
【答案】 D
5．酷热的夏天，在平坦的柏油公路上，你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影，但当你靠近“水面”时，它也随你的靠近而后退，对此现象正确的解释是()
A．同海市蜃楼具有相同的原理，是由于光的全反射造成的
B．“水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉
C．太阳辐射到地面，使地表空气温度升高，折射率大，发生全反射
D．太阳辐射到地面，使地表空气温度升高，折射率小，发生全反射
【解析】海市蜃楼是光的全反射造成的，它是因为下层空气的折射率比上层大，而柏油公路上的“水面”也是全反射现象，但它是因为下层空气的折射率比上层小，空中景物发出的光线传播到路面时发生全反射，D正确，A、B、C 错误．
【答案】 D
6．(多选)一束光从空气射向折射率n＝2的某种玻璃表面，下列说法正确的是()
A．入射角大于45°时，会发生全反射现象
B．无论入射角多大，折射角都不超过45°
C．欲使折射角等于30°，应以45°入射角入射
D．当入射角的正切等于2时，反射光线和折射光线垂直
【解析】 选B 、C 、D.光由光密介质射向光疏介质时才有可能发生全反射，故A 错；光由空气射向玻璃时，45°的折射角对应的入射角为90°，故B 对；由
n ＝sin θ1sin θ2
可知，当θ2＝30°时对应的入射角θ1＝45°，故C 对；入射角θ1的正切等于2，即sin θ1cos θ1＝2，再由折射率n ＝sin θ1sin θ2＝2可得sin θ2＝cos θ1，即θ1＋θ2＝90°，故D 对．
【答案】 BCD
7．空气中两条光线a 和b 从方框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光线如图4－6－8所示．方框内有两个折射率n ＝1.5的玻璃全反射棱镜．图中给出了两棱镜四种放置方式的示意图，其中能产生图效果的是( )
图4－6－8
【解析】 四个选项产生的光路效果如图：
则可知B 项正确．
【答案】 B
图4－6－9
8．(多选)(2018·西安铁一中学检测)如图4－6－9所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角为θ＝30°，E、F分别为AB、BC的中点，则()
A．该棱镜的折射率为 3
B．光在F点发生全反射
C．光从空气进入棱镜，波长变小
D．从F点出射的光束与入射到E点的光束平行
【解析】在E点作出法线可知入射角为60°，折射角为30°，折射率为3，故A对．由光路的可逆性可知，在BC边上的入射角小于临界角，不会发生全反
射，B错．由公式λ介＝λ空气
n，可知C对．三棱镜两次折射使得光线都向底边偏
折，不会与入射到E点的光束平行，故D错．
【答案】AC
9．(2018·福建高考)如图4－6－10所示，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方．一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带．若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失．在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是()
图4－6－10
A ．减弱，紫光
B ．减弱，红光
C ．增强，紫光
D ．增强，红光
【解析】 光在传播时随入射角增大，反射光能量增强，折射光能量减少．根据能量守恒定律可知，当折射光线变弱或消失时反射光线的强度将增强，故A 、B 两项均错；在七色光中紫光频率最大且最易发生全反射，故光屏上最先消失的光是紫光，故C 项正确，D 项错误．
【答案】 C
10．一足够深的水池内盛有某种透明液体，液体的深度为H ，在水池的底部中央放一点光源，其中一条光线以30°入射角射到液体与空气的界面上，它的反射光线与折射光线的夹角为105°，如图4－6－11所示．求：
图4－6－11
(1)这种液体的折射率．
(2)液体表面亮斑的面积．
【解析】 由于反射光线与折射光线的夹角为105°，入射角i ＝30°，则折射
角r ＝45°，故n ＝sin r sin i ＝ 2.
(2)设亮斑的半径为R ，sin C ＝1n ＝22，C ＝45°.
所以亮斑的半径R ＝H ，光斑面积S ＝πR 2＝πH 2.
【答案】 (1)2 (2)πH 2
11．一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，图4－6－12为过轴线的截面图，调整入射角α，使光线恰好在水和空气的界面上发生全反射．已知水的折射率为43，求sin α的值．
图4－6－12
【解析】 当光线在水面发生全反射时，有sin C ＝1n ①
当光线从左侧面射入时，由折射定律sin αsin (π2－C )
＝n ② 联立①②式代入数据求得
sin α＝73.
【答案】 73
图4－6－13
12．(2018·山东省威海质检)如图4－6－13所示，△ABC 为折射率n ＝2的等腰直角三棱镜的横截面，∠C ＝90°，一束激光a 平行于AB 边射入棱镜，经一次折射后到达BC 边．试通过计算说明激光能否从BC 边射出？
【解析】 如图n ＝sin 45°sin α
由于n ＝ 2
所以激光在AC 边发生折射的折射角为α＝30°
根据几何关系有β＋α＝90° β＝60°
发生全发射的临界角C
n＝
1 sin C
C＝45°
所以β＞C，激光不能从BC边射出．【答案】不能。