物理选修32 全反射课后复习题

13.2 全反射 同步练习

1．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

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，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＝＝，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＝和sinC＝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＝

代入数据解得

n＝

(2)sinC＝＝＞

∴C＞30°，α＝30°

∴不能发生全反射．

答案：(1)　(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＝＝ m/s＝2.0×108 m/s

(2)在N点折射：sinr＝＝＝，

∴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＝＝＜

∴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＝和n2＝.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＝，n2＝

代入数据得：β1＝45°，β2＝60°

故ab＝Pb－Pa＝Rtan45°－Rtan30°＝(1－)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＝＝

即入射角α＝C1＝45°.

答案：(1)(1－)R　(2)45°