光的折射和全反射-答案

光的折射和全反射1．甲在岸上，乙潜入清澈的水中，二人互相对看，甲、乙看到对方的头部位置是()A．都比实际位置高B．都比实际位置低C．甲看乙低，乙看甲高(与实际位置比较)D．甲看乙高，乙看甲低(与实际位置比较)解析根据折射定律可知，他们看到的都比实际位置高．答案A2．单色光在真空中的传播速度是c，波长为λ0，在水中的传播速度是v，波长为λ，水对这种单色光的折射率为n.当这束单色光从空气斜射入水中时，入射角为θ1，折射角为θ2，下列说法中正确的是()A．v＝cn，λ＝λ0cvB．λ0＝nλ，v＝csinθ2sinθ1C．v＝cn，λ＝λ0vcD．λ0＝λn，v＝csinθ1sinθ2解析光从真空进入另一种介质时，频率和周期不变，速度将变为原来的1n，所以波长也将变为原来的1n，即λ＝λ0vc，λ0＝nλ，v＝cn＝csinθ2sinθ1，选项B正确．答案B3.甲、乙两束单色光同时射到两种介质的分界面MN上，由于发生折射而合为一束，如下图所示(反射光未画出)，则下列判断正确的是()A．甲光频率比乙光频率大B．相同条件下，甲光比乙光容易发生衍射C．对同种介质，甲光的折射率比乙光的折射率大D．在同种介质中甲光光速比乙光光速小解析由折射情况示意图可以看出，介质对乙单色光的折射率更大，由此可知，乙单色光频率较高，波长较短，在同种介质中光速较小，所以，选项B正确．答案B4．如图①所示，在平静的水面下有一个点光源S，它发出的两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为一圆形的由ab两种单色光所构成的复色光区域，周边为一环状区域．且为a光的颜色(见图②)．则以下说法中正确的是()A．水对a光的折射率比b光大B．a光在水中的传播速度比b光小C．a光的频率比b光小D．a光在水中的传播频率比在空气中小解析由图可知b光的全反射临界角较小，由sinC＝1n可知b光的折射率大，A错；由v＝cn可知b光在水中传播速度小，B错；光在水中和空气中的频率相同，D错．答案C5．光线从真空中入射到一块平行透明板上，入射角为40°，则反射光线和折射光线的夹角可能是()A．小于40°B．在40°到100°之间C．大于40°D．在100°到140°之间解析根据折射定律和反射定律，反射光线与界面的夹角为50°，而折射光线由于折射率的不确定，使得折射光线与界面的夹角最小为接近50°，最大为接近90°.答案D6.光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．以下关于光导纤维的说法正确的是()A．内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射B．内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射C．内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生折射D．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用解析：光导纤维的内芯折射率大于外套的折射率，光在由内芯射向外套时，在其界面处发生全反射，从而使光在内芯中传播，故A正确．答案：A7.一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示．设玻璃对a、b的折射率分别为na和nb，a、b在玻璃中的传播速度分别为va和vb，则()A.nanbB.nanbC.vavbD.vavb解析：由图可得a光偏折程度大于b光，则nanb，又v＝C/n，vavb，所以A、D选项正确．答案：AD8.两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为θ1、θ2且θ1θ2.用n1、n2分别表示水对两单色光的折射率，v1、v2分别表示两单色光在水中的传播速度()A.n1＜n2、v1＜v2B.n1＜n2、v1v2C.n1n2、v1＜v2D.n1n2、v1v2解析：因为sinθ＝1n，θ1θ2，n1n2，v＝cn，v1v2，所以B选项正确．答案：B9.图示为一直角棱镜的横截面，∠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＝2，若不考虑原入射光在bc面上的反射光，则有光线()A.从ab面射出B.从ac面射出C.从bc面射出，且与bc面斜交D.从bc面射出，且与bc面垂直解析：因为n＝2，C＝45°，如图所示，∠1＝60°，∠1＞C，则发生全反射，由几何知识，∠2＝30°，∠2＜C，则既有反射，∠3＝30°，光线从bc面垂直出射，又有折射，∠4＝45°光线从ac面射出．所以选项B、D正确．答案：BD10．如图是一个14圆柱体棱镜的截面图，图中E、F、G、H将半径OM分成5等份，虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON，ON边可吸收到达其上的所有光线．已知该棱镜的折射率n＝53，若平行光束垂直入射并覆盖OM，则光线()A.不能从圆弧射出B.只能从圆弧射出C.能从圆弧射出D.能从圆弧射出解析：本题考查光的折射有关的知识，本题为中等难度题目．由该棱镜的折射率为n＝53可知其临界角C满足：sinC＝1n＝35，可求出GG1左边的入射光线没有发生全反射，其右边的光线全部发生全反射．所以光线只能从圆弧NG1射出．答案：B11．(2010·全国新课标理综)如图，一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC，∠A为直角．此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射．该棱镜材料的折射率为________．(填入正确选项前的字母)()A.62B.2C.32D.3解析：根据折射率定义有，sin∠1＝nsin∠2，sin∠3＝1/n，已知∠1＝45°，∠2＋∠3＝90°，解得：n＝62，所以选项A正确．答案：A12．(2010·山东理综)如图所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由MN端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射，然后垂直PQ端面射出．(1)求该玻璃棒的折射率．(2)若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面EF上时________(填“能”“不能”或“无法确定能否”)发生全反射．解析：(1)根据一细束单色光由MN端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射可知临界角C＝45°，由sinC＝1/n，sin45°＝2/2可得该玻璃棒的折射率n＝2.(2)若将入射光向N端平移，射到弧面EF上时，入射角增大，大于临界角，所以能发生全反射．答案：(1)n＝2(2)能12．某有线制导导弹发射时，在导弹发射基地和导弹间连一根细如蛛丝的特制光纤，它双向传输信号，能达到有线制导作用．光纤由纤芯和包层组成，其剖面如图，其中纤芯材料的折射率n1＝2，包层折射率n2＝3，光纤长度为33km.(已知当光从折射率为n1的介质射入折射率为n2的介质时，入射角θ1、折射角θ2间满足关系：n1sinθ1＝n2sinθ2)(1)试通过计算说明从光纤一端入射的光信号是否会通过包层“泄漏”出去；(2)若导弹飞行过程中，将有关参数转变为光信号，利用光纤发回发射基地经瞬间处理后转化为指令光信号返回导弹，求信号往返需要的最长时间．解析(1)由题意在纤芯和包层分界面上全反射临界角C满足n1sinC＝n2sin90°得C＝60°当在端面上的入射角最大(im＝90°)时，折射角r也最大，在纤芯与包层分界面上的入射角i′最小．在端面上im＝90°时，由n1＝sin90°sinrm得rm＝30°这时i′＝90°－30°＝60°＝C，所以，从端面入射到光纤中的信号不会从包层中“泄漏”出去．(2)当在端面上入射角最大时所用的时间最长，这时光在纤芯中总路程s＝2Lcosrm光纤中光速v＝cn1时间t＝sv＝2Ln1c·cosrm＝2×33×103×23×108×cos30°s＝8×10－5s.答案(1)不会(2)8×10－5s