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1、课时作业(三十七)第37讲光的折射、全反射时间 / 40分钟基础巩固1.(多选)一束光从空气射向折射率n=的某种玻璃的表面,如图K37-1所示.i代表入射角,则()图K37-1A.当入射角i=0时不会发生折射现象B.无论入射角i是多大,折射角r都不会超过45C.欲使折射角r=30,应以i=45的角度入射D.当入射角i=arctan 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2.(多选)如图K37-2所示是一玻璃球体,其半径为R,O为球心,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ABD=30,光在真空中的传播速度为
2、c,则()图K37-2A.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ABD=0,则光线从A点射出,传播方向不变,光的传播速度增大3.(多选)图K37-3所示为一直角三棱镜的横截面,bac=90,abc=60,一平行细光束从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()图K37-3A.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
3、反射4.在“测定玻璃的折射率”的实验中,在白纸上放好玻璃砖,aa和bb分别是玻璃砖与空气的两个界面,如图K37-4所示.在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2,用“+”表示大头针的位置,然后在另一侧透过玻璃砖观察,并依次插上大头针P3和P4.在插P3和P4时,应使()图K37-4A.P3只挡住P1的像B.P4只挡住P2的像C.P3同时挡住P1、P2的像5.“测定玻璃的折射率”实验中,在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B,在另一侧再竖直插两个大头针C、D.在插入第四个大头针D时,要使它.图K37-5所示是在白纸上留下的实验痕迹,其中直线a、a是描在纸上的玻璃砖的两个边.根据该图可算得玻璃的折射率
4、n=.(计算结果保留两位有效数字)图K37-56.某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行.正确操作后,作出的光路图及测出的相关角度如图K37-6所示.图K37-6(1)此玻璃的折射率计算式为n=(用图中的1、2表示).(2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小误差,应选用宽度(选填“大”或“小”)的玻璃砖来测量.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K37-7所示,然后投射到它的另一个侧面AB.若该光束在玻璃砖中发生全反射的临界角为42.(1)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
5、么条件?图K37-78.半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图K37-8所示,O点为圆心,OO为直径MN的垂线,足够大的光屏PQ紧靠在玻璃砖的右侧且与MN垂直.一束复色光沿半径方向且与OO成=30角射向O点,已知复色光中为折射率从n1=的光,因而光屏上出现了彩色光带.(1)求彩色光带的宽度.(2)当复色光入射角逐渐增大时,光屏上的彩色光带将变成一个光点,则角至少为多少?图K37-89.如图K37-9所示的直角三角形ABC是玻璃砖的横截面,BC长度为L,A=30,B=90,E为BC边的中点.一束平行于AB的光束从AC边上的某点射入玻璃砖,进入玻璃砖后,在BC边上的E点被反射,EF是其反射光线,且
6、EF恰与AC平行.求:(1)玻璃砖的折射率;(2)从该光束射入玻璃砖开始计时,光束经BC边上的E点反射后,到紧接着的一次射出玻璃砖所需要的时间.图K37-910.2017河北唐山一中模拟 如图K37-10所示,某种透明玻璃球的折射率为,一束足够强的细光束在过球心的平面内以45入射角由真空射入玻璃球,在玻璃球中发生多次反射,从各个方向观察玻璃球,能看到几束光线射出?其中最强的一束出射光与该细光束的夹角为多大?图K37-10课时作业(三十七)1.BCD解析 当入射角i=0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n=,解得r=45,所以无论入射角i是多大,折射
7、角r都不会超过45,B正确;欲使折射角r=30,根据折射定律n=,解得i=45,故C正确;当i=arctan ,有tan i=,设入射角为i,折射角为r,根据折射定律n=tan i,解得sin r=cos i,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.2.ABE解析 由题图可知,光线在D点的入射角为i=30,折射角为r=60,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v=c,由题图知BD=R,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sin C=sin 45
8、,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,传播速度增大,E正确.3.BDE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.C解析 由测定玻璃的折射率的实验过程可知,P3应挡住P1和P2的像,P4应挡住P2、P1的像和P3,以此来确定经过P1和P2的光线透过玻璃砖后的折射光线.5.挡住A、B的像及C1.8(1.61.9均
9、可)解析 “测定玻璃的折射率”实验是利用大头针得到入射光线,在另一侧插入大头针挡住前面的A、B的像来确定C,同样插入大头针D同时挡住A、B的像及C,C和D确定了出射光线,利用入射点和出射点的连线来确定折射光线,作出法线FG,连接OO,以O点为圆心画圆(圆未画出),分别交AB、OO于E、Q两点,分别过E、Q向GF作垂线EG、FQ并用毫米刻度尺测其长度,如图所示,根据n=,可得n=1.8.6.(1)(2)大解析 (1)据题意可知入射角为(90-1),折射角为(90-2),则玻璃的折射率为n=.(2)玻璃砖越宽,光线在玻璃砖内的传播方向越容易确定,测量结果越准确,故应选用宽度大的玻璃砖来测量.7.(
10、1)不能(2)n解析 (1)光路图如图所示,由于临界角C=42,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=(90-2)45.这就要求玻璃折射率n满足,故解出n.8.(1)R(2)45解析 (1)由折射定律得解得1=45,2=60故彩色光带的宽度为x=Rtan 45-Rtan 30=R.(2)当所有光线均发生全反射时,光屏上的光带消失,反射光束将在PN上形成一个光点,则折射率为n1的单色光在玻璃砖的表面上恰好发生全反射时角最小,有sin C=则入射角min=C=45.9.(1)(2)解析 (1)作出光路图,光线在AC边的入射角为60,折射角为30,根据折射定律得玻璃砖的折射率n=.(2)因为发生全反射的临界角C满足所以光线在F点发生全反射,在E、H点不发生全反射.作出光束经BC面反射后的光路图如图所示因光在介质中的传播速度v=故时间t=.10.三束30解析 光射入玻璃球的光路图如图所示,1=45,由折射定律得n=,解得 2=30光在球面上同时发生折射和反射,且在玻璃球内3次反射后光路重复,所以从玻璃球射出的光线有三束,如图所示.第一次出射光线最强,设它与入射光线夹角为.由折射定律得解得1=45由几何关系得=(1-2)+(1-2)=30.