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文檔簡(jiǎn)介

第68講光的折射全折射自主·夯實(shí)基礎(chǔ)自主預(yù)習(xí)輕松過(guò)關(guān)

名師點(diǎn)金本講主要講述光的折射現(xiàn)象和折射定律.并學(xué)會(huì)用來(lái)解釋一些折射現(xiàn)象和進(jìn)行有關(guān)折射問(wèn)題的計(jì)算.光的折射、全反射和色散現(xiàn)象是本單元的重點(diǎn),也是高考中的熱點(diǎn).在解題時(shí)要注意畫光路圖和結(jié)合幾何知識(shí)求解.

知識(shí)梳理一、光的折射

1.光的折射:當(dāng)光從一種介質(zhì)射入到另一種介質(zhì)時(shí),一部分光進(jìn)入到后一種介質(zhì)中去,并且改變了原來(lái)的傳播方向,這種現(xiàn)象叫做光的折射.

2.光的折射定律:折射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi),并且分別位于法線的兩側(cè);入射角的正弦跟折射角的正弦成正比.如果用n表示比例系數(shù),則有.

3.折射率:光從真空射到某介質(zhì)表面發(fā)生折射的時(shí)候,入跟之比n,叫做這種介質(zhì)的折射率,即.

4.折射率跟光速的關(guān)系:.

c表示真空中的光速,v表示介質(zhì)中的光速,由于c>v,所以n>1.

5.在折射現(xiàn)象中光路是可逆的.

6.視深問(wèn)題的解決方法人眼看透明物質(zhì)內(nèi)部某物點(diǎn)的像點(diǎn)離界面的距離,在中學(xué)階段,一般都是沿著界面的法線方向去觀察.這樣,視深和實(shí)深之間存在簡(jiǎn)單的關(guān)系:其中n為介質(zhì)的折射率,且要求從光疏向光密介質(zhì)方向看.二、全反射

1.光疏介質(zhì)與光密介質(zhì):兩種介質(zhì)相比較,折射率大的介質(zhì)叫光密介質(zhì),折射率小的介質(zhì)叫光疏介質(zhì).

2.全反射:光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí),在界面處一部分光被反射回原介質(zhì)中,另一部分光被折射到另一種介質(zhì)中;隨著入射角的增大,折射角逐漸增大,且折射光線越來(lái)越弱,反射光線越來(lái)越強(qiáng);當(dāng)入射角增大到某一角度,使折射角達(dá)到90°時(shí),折射光線完全消失,只剩下反射光線,這種現(xiàn)象叫做全反射.

3.發(fā)生全反射的條件

(1)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì).

(2)入射角大于或等于臨界角.

4.光從介質(zhì)射向真空時(shí),發(fā)生全反射的臨界角的計(jì)算公式為

5.全反射的應(yīng)用:全反射棱鏡、光纖通信等.

三、光的色散

白光通過(guò)棱鏡后在光屏上形成彩色光帶的現(xiàn)象,稱為光的色散.光的色散現(xiàn)象表明:

1.白光是由各種單色光組成的復(fù)色光.

2.不同顏色的光以同一入射角從真空射入同種介質(zhì)時(shí)折

射角各不相同,紅光的折射角最大,紫光的折射角最小.由此可知,同一種介質(zhì)對(duì)各種色光的折射率不同,對(duì)紅光的折射率最小,對(duì)紫光的折射率最大.

3.由上述內(nèi)容結(jié)合公式可知,各種色光在同種介質(zhì)中的傳播速度是不相同的,紅光的傳播速度最大,紫光的傳播速度最小.

基礎(chǔ)自測(cè)

1.(2009年武漢4月調(diào)研)一束白光從頂角為θ的三棱鏡的AB邊以較大的入射角i射入并通過(guò)三棱鏡后,在屏P上可得到彩色光帶,如圖68-1所示.在入射角i逐漸減小到零的過(guò)程中,屏上的彩色光帶先后全部消失,則()圖68-1

A.紅光最先消失,紫光最后消失

B.紫光最先消失,紅光最后消失

C.紫光最先消失,黃光最后消失

D.紅光最先消失,黃光最后消失

【解析】作出白光的折射光路圖,如圖68-1所示.由圖可看出,白光從AB射入玻璃后,由于紫光偏折大,從而到達(dá)另一側(cè)面AC時(shí)的入射角較大,且紫光的折射率最大,臨界角最??;紅光從AB面射入玻璃后,偏折最小,到達(dá)另一側(cè)面入射角較小,且紅光折射率最小,臨界角最大.所以紫光首先達(dá)到臨界角,最先消失;紅光最后達(dá)到臨界角,最后消失,所以選項(xiàng)B正確.

【答案】B

2.(2008年重慶理綜卷)如圖68-2甲所示是一個(gè)圓柱體棱鏡的截面圖,圖中E、F、G、H將半徑OM分成5等份,虛線EE1、FF1、GG1、HH1平行于半徑ON,ON邊可吸收到達(dá)其上的所有光線.已知該棱鏡圖68-2甲的折射率,若平行光束垂直入射并覆蓋OM,則光線()A.不能從圓弧NF1射出

B.只能從圓弧NG1射出

C.能從圓弧G1H1射出

D.能從圓弧H1M射出

【解析】圖68-2乙設(shè)全反射臨界角為C,有:,由圖68-2乙可知,沿GG1射入的光線,入射角恰為全反射的臨界角,GG1右側(cè)圖68-2乙光線的入射角均大于C,光線只能從圓弧NG1射出,只有選項(xiàng)B正確.

【答案】B

3.(2009年江蘇連云港一模)光線以入射角i從空氣射向折射率的透明介質(zhì)表面,如圖68-3所示.(1)當(dāng)入射角i=45°時(shí),求反射光線與折射光線間的夾角θ.(2)當(dāng)入射角i為何值時(shí),反射光線與折射光線間的夾角θ=90°.

【解析】(1)設(shè)折射角為r,由折射定律得:,解得:r=30°由題意可知i′=i=45°,解得:θ=180°-45°-30°=105°.

(2)因?yàn)閕′+r=90°,故sinr=sin(90°-i′)=cosi′由折射定律得:tani=

,i=arctan

.

【答案】(1)105°(2)arctan

圖68-3創(chuàng)新·方法探究提煉方法展示技巧題型

題型方法一、折射現(xiàn)象的分析方法例1

(2007年江蘇物理卷)如圖68-4甲所示,巡查員站立于一空的貯液池邊,檢查池角處出液口的安全情況.已知池寬為L(zhǎng),照明燈到池底的距離為H.若保持照明光束方向不變,向貯液池中注入某種液體,圖68-4甲當(dāng)液面高為時(shí),池底的光斑距離出液口.

(1)試求當(dāng)液面高為H時(shí),池底的光斑到出液口的距離x.

(2)控制出液口緩慢地排出液體,使液面以vh的速率勻速下降,試求池底的光斑移動(dòng)的速率vx.

【解析】(1)如圖68-4乙所示,由幾何關(guān)系可知:

由折射定律可知:代入,得:

,再代入h=

H,解得:x=

.

圖68-4乙

(2)設(shè)經(jīng)時(shí)間t,則液面下降了vht,此時(shí)光斑移動(dòng)的距離為:vxt=x-x′=即,

.

【答案】(1)

(2)

【點(diǎn)評(píng)】本題是實(shí)際生活中的光學(xué)問(wèn)題,應(yīng)畫出光路圖,然后轉(zhuǎn)化為幾何問(wèn)題求解.

方法概述分析光的折射問(wèn)題的步驟如下:(1)依據(jù)題意正確畫出光路圖;(2)利用幾何關(guān)系,找出入射角、折射角;(3)應(yīng)用折射定律求解.其中,正確畫出光路圖、法線,并確定好入射角、折射角是解題的關(guān)鍵.二、不同頻率(顏色)的光在同一介質(zhì)中,折射率、傳播速度及臨界角的關(guān)系例2

(2006年重慶理綜卷)△OMN為玻璃等腰三棱鏡的橫截面.a、b兩束可見(jiàn)單色光從空氣垂直射入棱鏡面MN,在棱鏡側(cè)面OM、ON上反射和折射的情況如圖68-5所示.由此可知()

A.棱鏡內(nèi)a光的傳播速度比b光的小

B.棱鏡內(nèi)a光的傳播速度比b光的大

C.a光的頻率比b光的高

D.a光的波長(zhǎng)比b光的長(zhǎng)圖68-5

【解析】a、b兩束光射在OM、ON上的入射角相等.而a光沒(méi)有發(fā)生全反射,b光發(fā)生全反射,說(shuō)明a光的折射率小于b光的折射率,即na<nb,fa<fb,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;棱鏡內(nèi)光的傳播速度,va>vb,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤、B正確;c=λf,λa>λb;故選項(xiàng)D正確.

【答案】BD

【點(diǎn)評(píng)】不同介質(zhì)對(duì)同一種光的折射率不同;同一種介質(zhì)對(duì)不同頻率的光的折射率也不同,對(duì)頻率大的光折射率大.光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì),頻率不變,波速、波長(zhǎng)發(fā)生變化.

方法概述

1.對(duì)于折射率,可以從幾何光學(xué)和物理光學(xué)兩方面描繪,即,n是溝通幾何光學(xué)和物理光學(xué)的橋梁.

2.不同頻率(顏色)的光在同一種介質(zhì)中,折射率、傳播速度、波長(zhǎng)、臨界角間的關(guān)系一直是高考的熱點(diǎn)問(wèn)題.要理解和確定這些關(guān)系可從三棱鏡對(duì)光的色散入手,從色散中由紅光到紫光的排列順序和偏折角,就可確定同種介質(zhì)對(duì)不同顏色(頻率)的光的折射關(guān)系,再由,,

等公式,就能確定光速、波長(zhǎng)、臨界角間的關(guān)系.

三、人正對(duì)界面觀察介質(zhì)中的物體,看到的深度(視深)與實(shí)際深度的關(guān)系

例3

人在水面上觀察正下方水中的紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種顏色的小彩燈,看到它們是在水面下同一深處排成一行.則下列判斷正確的是()

A.紫色燈的實(shí)際位置最深,且比看到的位置深些

B.紫色燈的實(shí)際位置最深,且比看到的位置淺些

C.紅色燈的實(shí)際位置最深,且比看到的位置深些

D.紅色燈的實(shí)際位置最深,且比看到的位置淺些

【解析】人在水面上看到的彩燈是它們?cè)谒嫦碌南瘢〔薀鬝發(fā)出的光經(jīng)水面折射光路如圖所示.圖中像S′的位置在實(shí)際位置的上方,且折射率越大,像點(diǎn)S′比S點(diǎn)向上移動(dòng)的距離越大.由于紫光的折射率最大,所以紫光燈看到的深度(視深)與實(shí)際深度相差最多.選項(xiàng)A正確.

【答案】A

【點(diǎn)評(píng)】正確畫出光源發(fā)出的光經(jīng)水面折射成像的光路圖,并根據(jù)不同顏色光的折射率不同,來(lái)確定像的位置不同是解決本題的關(guān)鍵.

方法概述

1.人正對(duì)界面觀察介質(zhì)中的物體,看到的深度(視深)h跟實(shí)際深度H的關(guān)系是

2.如果從折射率為n的介質(zhì)中觀察正上方距液面高為H的物體,同理可得h=nH(h為視高).利用視深、視高公式,不僅可以簡(jiǎn)捷地測(cè)定介質(zhì)的折射率,也可以方便地分析和解決與視深和視高相關(guān)的問(wèn)題.四、全反射現(xiàn)象的有關(guān)問(wèn)題

例4

一束光線從折射率為1.5的玻璃內(nèi)射向空氣,在界面上的入射角為45°,圖68-6中的四個(gè)光路圖中,正確的是()

圖68-6

【解析】由題意知,玻璃的臨界角<45°,故該入射光在界面將發(fā)生全反射,選項(xiàng)A正確.

【答案】A

方法概述

在幾何光學(xué)的問(wèn)題中,若光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí),要考慮到是否發(fā)生全反射的問(wèn)題,這是解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵.必要時(shí)要利用所給出的幾何圖形的特點(diǎn).

體驗(yàn)成功

1.(2009年全國(guó)理綜卷Ⅱ)一玻璃磚橫截面如圖68-7所示,其中ABC為直角三角形(AC邊未畫出),AB為直角邊,∠ABC=45°;ADC為一圓圖68-7弧,其圓心在BC邊的中點(diǎn).此玻璃的折射率為1.5.P

為一貼近玻璃磚放置的、與AB垂直的光屏.若一束寬度與AB邊長(zhǎng)度相等的平行光從AB邊垂直射入玻璃磚,則(

)

A.從BC邊折射出一束寬度與BC邊長(zhǎng)度相等的平行光

B.屏上有一亮區(qū),其寬度小于AB邊的長(zhǎng)度

C.屏上有一亮區(qū),其寬度等于AC邊的長(zhǎng)度

D.當(dāng)屏向遠(yuǎn)離玻璃磚的方向平行移動(dòng)時(shí),屏上亮區(qū)先逐漸變小然后逐漸變大

【解析】本題考查光的折射和全反射.寬為AB的平行光進(jìn)入到玻璃中直接射到BC面,入射角為45°>臨界角所以在BC面上發(fā)生全反射,仍然以寬度大小為AB長(zhǎng)度的豎直向下的平行光射到AC圓弧面上.根據(jù)幾何關(guān)系可得到在屏上的亮區(qū)寬度小于AB的長(zhǎng)度,選項(xiàng)B、D正確.

【答案】BD

2.(2009年四川理綜卷)如圖68-8甲所示,空氣中有一橫截面為半圓環(huán)的均勻透明柱體,其內(nèi)圓半徑為r,外圓半徑為R,.現(xiàn)有一束單色光垂直于水平端面A射入透明柱體,只經(jīng)過(guò)圖68-8甲兩次全反射就垂直于水平端面B射出.設(shè)透明柱體的折射率為n,光在透明柱體內(nèi)傳播的時(shí)間為t,若真空中的光速為c,則()

A.n可能為B.n可能為2

C.t可能為D.t可能為

【解析】圖68-8乙只經(jīng)過(guò)兩次全反射,可知第一次入射角為45°,反射光路圖如圖68-8乙所示.根據(jù)全反射可知臨界角C≤45°,再根據(jù)可知n≥;光在透明柱體中運(yùn)動(dòng)的路程L=4r,運(yùn)動(dòng)時(shí)間,則t≥,選項(xiàng)C、D均錯(cuò)誤.

圖68-8乙

【答案】AB

3.(2009年浙江理綜卷)如圖68-9所示,有一束平行于等邊三棱鏡截面ABC的單色光從空氣射向E點(diǎn),并并偏折到F點(diǎn).已知入射方向與邊AB的夾角θ=30°,E、F分別為邊AB、BC的中點(diǎn),則(

)

A.該棱鏡的折射率為

圖68-9

B.光在F點(diǎn)發(fā)生全反射

C.光從空氣進(jìn)入棱鏡,波長(zhǎng)變小

D.從F點(diǎn)出射的光束與入射到E點(diǎn)的光束平行

【解析】在E點(diǎn)作出法線可知入射角為60°,折射角為30°,折射率為;由光路的可逆性可知,在BC邊上的入射角小于臨界角,不會(huì)發(fā)生全反射,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由公式,可知選項(xiàng)C正確;三棱鏡兩次折射使得光線都向底邊偏折,不會(huì)與入射到E點(diǎn)的光束平行,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

【答案】AC

4.(2009年遼寧大連測(cè)試)如圖68-10所示,ABCD是兩面平行的透明玻璃磚,AB面和CD面平行,它們分別是玻璃和空氣的界面,設(shè)為界面Ⅰ和界面Ⅱ.光線從界面Ⅰ射入玻璃磚,再?gòu)慕缑姊蛏涑觯氐娇諝庵?如果改變光到達(dá)界面Ⅰ時(shí)的入射角,則()

A.只要入射角足夠大,光線在界面Ⅰ上可能發(fā)生全反射現(xiàn)象

B.只要入射角足夠大,光線在界面Ⅱ上可能發(fā)生全反射現(xiàn)象

C.不管入射角多大,光線在界面Ⅰ上都不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象圖68-10

D.不管入射角多大,光線在界面Ⅱ上都不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象

【解析】在界面Ⅰ上光由空氣中進(jìn)入玻璃磚,是由光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì),不管入射角多大,都不發(fā)生全反射現(xiàn)象,則選項(xiàng)C正確;在界面Ⅱ上光由玻璃進(jìn)入空氣,是由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì).但是,由于界面Ⅰ和界面Ⅱ平行,光由界面Ⅰ進(jìn)入玻璃后再達(dá)到界面Ⅱ,在界面Ⅱ上的入射角等于在界面Ⅰ上的折射角,因此入射角總是小于臨界角,因此也不會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象,故選項(xiàng)D也正確.

【答案】CD5.(2008年全國(guó)理綜卷Ⅰ)一束由紅、藍(lán)兩單色光組成的光線從一平板玻璃磚的上表面以入射角θ射入,穿過(guò)玻璃磚自下表面射出.已知該玻璃對(duì)紅光的折射率為1.5.設(shè)紅光與藍(lán)光穿過(guò)玻璃磚所用的時(shí)間分別為t1和t2,則在θ從0°逐漸增大至90°的過(guò)程中()

A.t1始終大于t2

B.t1始終小于t2

C.t1先大于后小于t2

D.t1先小于后大于t2

【解析】如圖所示,

聯(lián)立解得:由題意可知,紅光、藍(lán)光的入射角θ相同,但折射角r紅>r藍(lán),sin2r紅>sin2r藍(lán),所以t1<t2,故選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤.

【答案】B金典·預(yù)測(cè)演練

經(jīng)典創(chuàng)新展望高考

1.某臺(tái)鐘鐘面上沒(méi)有數(shù)字,只有刻度線.圖示是從平面鏡里面看到的鐘的像,則此時(shí)指針指的時(shí)刻是()

A.1點(diǎn)20分

B.11點(diǎn)20分

C.10點(diǎn)40分

D.10點(diǎn)20分

【答案】C

2.在沒(méi)有月光的夜晚,一個(gè)池面較大的水池底部中央有一盞燈(可看做點(diǎn)光源),小魚在水中游動(dòng),小鳥(niǎo)在水面上飛翔.設(shè)水清澈且水面平靜,則下列說(shuō)法正確的是()

A.小鳥(niǎo)向下方水面看去,看到水面中部有一個(gè)圓形區(qū)域是暗的,周圍是亮的

B.小魚向上方水面看去,看到水面中部有一個(gè)圓形區(qū)域是亮的,周圍是暗的

C.小魚向上方水面看去,可以看到燈的像,像的位置與魚的位置無(wú)關(guān)

D.小鳥(niǎo)向下方水面看去,可以看到燈的像,像的位置與鳥(niǎo)的位置無(wú)關(guān)

【解析】小鳥(niǎo)、小魚看到的都是燈的像,而不是圓形區(qū)域;小魚看到的是反射成像,像與物以反射面為對(duì)稱面,像的位置與小魚的位置無(wú)關(guān);小鳥(niǎo)看到的是折射成像,像的位置與小鳥(niǎo)的位置有關(guān).

【答案】C

3.一人從街上路燈的正下方經(jīng)過(guò),看到自己頭部的影子剛好在自己腳下.如果此人以不變的速度朝前走,則他頭部的影子相對(duì)于地的運(yùn)動(dòng)情況是()

A.勻速直線運(yùn)動(dòng)B.勻加速直線運(yùn)動(dòng)

C.變加速直線運(yùn)動(dòng)D.無(wú)法確定

【解析】設(shè)燈高為H,人高為h,如圖所示.人以速度v從O點(diǎn)經(jīng)任意時(shí)間t到達(dá)位置A處,即OA=vt.由光的直線傳播知頭影在圖示B處,由幾何知識(shí)得:故頭影的速度為:因?yàn)镠、h、

v都是確定的,故v′亦是確定的.即頭影的運(yùn)動(dòng)就是勻速直線運(yùn)動(dòng).

【答案】A

4.一光線以30°的入射角從玻璃中射到玻璃與空氣的界面上,它的反射光線與折射光線的夾角為90°,則這塊玻璃的折射率為()

A.0.866

B.1.732

C.1.414

D.1.500

【解析】作出反射和折射的光路圖如圖所示.θ1為玻璃中的入射角,θ1′為反射角,θ2為空氣中的折射角.根據(jù)折射率的定義和光路可逆原理可求解.由光的反射定律可得:

θ1′=θ1=30°由幾何知識(shí)得:

θ2+θ1′=180°-90°=90°則θ2=90°-θ1′=60°

光從AO入射后從OC折射出,根據(jù)光路可逆原理,如果光從CO入射一定從OA折射,這時(shí)空氣中的入射角θ2,玻璃中的折射角為θ1,所以有:

【答案】B

5.為了連續(xù)改變反射光的方向,并多次重復(fù)這個(gè)過(guò)程,方法之一是旋轉(zhuǎn)由許多反射鏡面組成的多面體棱鏡(簡(jiǎn)稱鏡鼓).如圖所示.當(dāng)激光束以固定方向入射到鏡鼓的一個(gè)反射面上時(shí),由于反射鏡繞垂直軸旋轉(zhuǎn),反射光就可在屏幕上掃出一條水平線.依此,每塊反射鏡都將輪流掃描一次.如果要求掃描的范圍θ=45°且每秒鐘掃描48次,那么鏡鼓的反射鏡面數(shù)目和鏡鼓旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速分別為()

A.8,360r/min

B.16,180r/min

C.16,360r/min

D.32,180r/min

【解析】每塊反射鏡轉(zhuǎn)過(guò)的角度,其鏡面數(shù)目,轉(zhuǎn)速.

【答案】B

6.酷熱的夏天,在平坦的柏油公路上,你會(huì)看到在一定距離之處的地面顯得格外明亮,仿佛是一片水面,似乎還能看到遠(yuǎn)處車、人的倒影,但當(dāng)你靠近“水面”時(shí),它也隨你的靠近而后退.對(duì)此現(xiàn)象,下列解釋正確的是(

)

A.同沙漠蜃景具有相同的原理,是由于光的全反射造成的

B.“水面”不存在,是由于人們酷熱難耐而產(chǎn)生的幻覺(jué)

C.太陽(yáng)輻射到公路上,使公路上空氣溫度升高,越靠近公路的空氣密度越小,有些光線發(fā)生全反射

D.太陽(yáng)輻射到公路上,使公路上空氣溫度升高,越靠近公路的空氣密度越大,有些光線發(fā)生全反射

【解析】越靠近柏油路面空氣溫度越高,空氣密度越小,有些光線發(fā)生如圖所示的全反射.

【答案】AC

7.如圖甲所示,有兩束細(xì)平行單色光a、b射向空氣中上下表面平行的玻璃磚的上表面.已知玻璃磚足夠大,不需考慮光到達(dá)玻璃磚側(cè)面的折射和反射.若玻璃磚對(duì)單色光a的折射率小于對(duì)單色光b的折射率,則下列說(shuō)法正確的是(

)

A.在玻璃磚中,a光比b光的速度小

B.兩光束在玻璃磚中仍然是平行的

C.從玻璃磚的下表面射出后,兩光束之間的距離一定比入射前的要小

D.無(wú)論增大或減小兩光束入射到玻甲璃磚上表面的入射角,兩光束最終都能從玻璃磚的下表面射出

【解析】a、b兩束光穿過(guò)玻璃的可能光路如圖乙、丙所示,故選項(xiàng)D正確.

乙丙

【答案】D

8.如圖所示,半圓形玻璃磚的半徑為R,一細(xì)束白光從Q點(diǎn)垂直于直徑MN的方向射入半圓形玻璃磚,從玻璃磚的圓弧面射出后,打到光屏P上,得到由紅到紫的彩色光帶.已知.如果保持入射光線和屏的位置不變,只使半圓形玻璃磚沿直徑方向向上或向下移動(dòng),移動(dòng)的距離小于,則()

A.在半圓形玻璃磚向上移動(dòng)的過(guò)程中,屏上紅光最先消失

B.在半圓形玻璃磚向上移動(dòng)的過(guò)程中,屏上紫光最先消失

C.在半圓形玻璃磚向下移動(dòng)的過(guò)程中,屏上紅光最先消失

D.在半圓形玻璃磚向下移動(dòng)的過(guò)程中,屏上紫光最先消失

【解析】一細(xì)束白光從Q點(diǎn)以垂直于直徑MN的方向射入半圓形玻璃磚,從玻璃磚的圓弧面射出后,打到光屏P上,得到由紅到紫的彩色光帶.當(dāng)半圓形玻璃磚向上移動(dòng)的過(guò)程中,入射角減小,不會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象,所以屏上光線不會(huì)消失,故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;半圓形玻璃磚向下移動(dòng)的過(guò)程中,入射角增大,最先消失的是臨界角小的,即紫光,故選項(xiàng)D正確.

【答案】D

9.某液體的折射率為,距液面深h處有一個(gè)點(diǎn)光源,站在旁邊的人看到液面被該光源照亮的圓形區(qū)域的直徑為(

)

A.2

B.

C.

D.h

【解析】岸上的人看到水面被照亮是因?yàn)楣饩€從水中射出后進(jìn)入了人的眼睛.光線在水面上發(fā)生了折射,如圖所示.設(shè)光線OA在界面上恰好發(fā)生全反射,

則,可知C=45°,由幾何關(guān)系可知:解得:r=htanC=h故其直徑d=2r=2h.

【答案】A

10.地球與太陽(yáng)之間的距離比地球的半徑大得多,可認(rèn)為射到地球的太陽(yáng)光為平行光.假設(shè)地球表面沒(méi)有大氣層,那么,太陽(yáng)照亮地球的范圍比有大氣層時(shí)太陽(yáng)照亮地球的范圍(不考慮地球大氣層的變化)(

)

A.大B.小C.不變D.條件不足,無(wú)法確定

【解析】如圖所示,假設(shè)地球周圍沒(méi)有大氣層,則太陽(yáng)光只能照亮圖中雙箭頭直線所示的區(qū)域.當(dāng)?shù)厍?/p>

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