試驗(yàn)用雙縫干擾測量光的波長課時(shí)作業(yè)15

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1．光線在玻璃和空氣的分界面上發(fā)生全反射的條件是()A．光從玻璃射到分界面上，入射角足夠小B．光從玻璃射到分界面上，入射角足夠大C．光從空氣射到分界面上，入射角足夠小D．光從空氣射到分界面上，入射角足夠大

解析：發(fā)生全反射的條件是光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，且入射角大于等于臨界角，故B正確。

答案：B

2．在自行車的后擋泥板上，往往安裝著一個(gè)“尾燈〞。其實(shí)它不是燈，它是一種透明的塑料制成的，其截面如圖15－1所示。夜間，從自行車后方來的汽車燈光照在“尾燈〞上時(shí)，“尾燈〞就變得十明顯亮，以便引起汽車司機(jī)的注意。從原理上講，它的功能是利用了()

圖15－1

A．光的折射C．光的干擾

B．光的全反射D．光的衍射

解析：從題圖可以看出，自行車的尾燈是利用了全反射的原理，使光線發(fā)生了180°偏折。

答案：B

3．關(guān)于光纖的說法，正確的是()

A．光纖是由高級金屬制成的，所以它比普通電線容量大

B．光纖是十分細(xì)的特制玻璃絲，但導(dǎo)電性能特別好，所以它比普通電線衰減小C．光纖是十分細(xì)的特制玻璃絲，有內(nèi)芯和外套兩層組成，光纖是利用全反射原理來實(shí)現(xiàn)光的傳導(dǎo)的

D．在實(shí)際應(yīng)用中，光纖必需呈筆直狀態(tài)，由于彎曲的光纖是不能導(dǎo)光的

解析：光導(dǎo)纖維的作用是傳導(dǎo)光，它是直徑為幾微米到一百微米之間的特制玻璃絲，且由內(nèi)芯和外套兩層組成，內(nèi)芯的折射率比外套的大。載有聲音、圖像及各種數(shù)字信號的激光傳播時(shí)，在內(nèi)芯和外套的界面上發(fā)生全反射，光纖具有容量大、衰減小、抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)。

在實(shí)際應(yīng)用中，光纖是可以彎曲的。所以，答案是C。

答案：C

4．光線從折射率為2的介質(zhì)中射向空氣，假使入射角為60°，下圖中光路可能的是()

解析：先根據(jù)sinC＝1/n求出臨界角為45°，由于入射角等于60°大于臨界角，則必定發(fā)生全反射，因此只有反射光線而無折射光線。

答案：C

5．一束光從空氣射入折射率n＝2的某種玻璃的表面，以下說法中正確的是()A．當(dāng)入射角大于45°時(shí)，會發(fā)生全反射現(xiàn)象B．無論入射角多大，折射角都不會超過45°C．欲使折射角等于30°，光應(yīng)以45°角入射

D．當(dāng)入射角等于arctan2時(shí)，反射光線恰好跟折射光線垂直

解析：由光疏介質(zhì)進(jìn)光密介質(zhì)，不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；最大入射角為sini90°，此時(shí)最大折射角為45°，故B項(xiàng)正確；根據(jù)n＝可知，C項(xiàng)正確；由幾何關(guān)系可知

sinrD項(xiàng)正確。

答案：B、C、D

6．兩種單色光由水中射向空氣時(shí)發(fā)生全反射的臨界角分別為θ1、θ2，已知θ1＞θ2。用n1、n2分別表示水對兩單色光的折射率，v1、v2分別表示兩單色光在水中的傳播速度，則()

A．n1v2C．n1>n2，v1n2，v1>v2

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解析：由臨界角定義sinC＝可知，臨界角小，折射率大，由于θ1＞θ2，所以n1＜n2，

nc

應(yīng)選C、D是錯(cuò)誤的；由n＝v知，n1v1＝n2v2，v1＞v2，應(yīng)選項(xiàng)A錯(cuò)誤而B正確。

答案：B

7．如圖15－2所示為一直角棱鏡的橫截面，∠bac＝90°，∠abc＝60°。一平行細(xì)光束從O點(diǎn)沿垂直于bc面的方向射入棱鏡。已知棱鏡材料的折射率n＝2，若不考慮入射光線在bc面上的反射光，則有光線()

圖15－2

A．從ab面射出B．從ac面射出

C．從bc面射出，且與bc面斜交D．從bc面射出，且與bc面垂直

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解析：由全反射條件：sinC＝＝，所以C＝45°。

n2

由已知幾何知識和反射定律、折射定律作出光路圖如圖，通過分析計(jì)算可以判斷：光線在ab面發(fā)生全反射，在ac面不發(fā)生全反射，即既有折射光線，又有反射光線，且其反射光線垂直于bc面射出。

答案：B、D

8．如圖15－3所示，一束白光從頂角為θ的棱鏡的一個(gè)側(cè)面AB以較大的入射角i入射，經(jīng)過三棱鏡后，在屏P上可得到彩色光帶，當(dāng)入射角逐漸減小到零的過程中，若屏上的彩色光帶先后全部消失，則()

圖15－3

A．紅光最先消失，紫光最終消失B．紫光最先消失，紅光最終消失C．紫光最先消失，黃色最終消失D．紅光最先消失，黃光最終消失

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解析：由于紫光的偏折最大，由全反射臨界公式sinC＝，紫光的臨界角最小，所以紫

n光一定首先在AC面上發(fā)生全反射而從光屏上消失。由以上分析，屏上彩色光帶紫光先消失，后面依次是靛、藍(lán)、綠、黃、橙、紅，選項(xiàng)B正確。

答案：B

9．空氣中兩條光線a和b從方框左側(cè)入射，分別從方框下方和上方射出，其框外光線如圖15－4所示。方框內(nèi)有兩個(gè)折射率n＝1.5的玻璃全反射棱鏡。下圖給出了兩個(gè)棱鏡四

種放置方式的示意圖，其中能產(chǎn)生圖15－4效果的是()

圖15－4

解析：畫出入射光線與出射光線反向延長線的交點(diǎn)則為發(fā)生全反射的位置，畫上全反射棱鏡，可知B正確。

答案：B

10．如圖15－5所示，半圓形玻璃磚放在空氣中，三條同一顏色、強(qiáng)度一致的光線，均由空氣射入到玻璃磚，到達(dá)玻璃的圓心位置。以下說法正確的是()

圖15－5

A．假若三條光線中有一條在O點(diǎn)發(fā)生了全反射，那一定是aO光線B．假若光線bO能發(fā)生全反射，那么光線cO一定能發(fā)生全反射C．假若光線bO能發(fā)生全反射，那么光線aO一定能發(fā)生全反射

D．假若光線aO恰能發(fā)生全反射，則光線bO的反射光線比光線cO的反射光線的亮度大

解析：三條入射光線沿著指向圓心的方向由空氣射向玻璃磚，在圓周界面，它們的入射角為零，均不會偏折。在直徑界面，光線aO的入射角最大，光線cO的入射角最小，它們都是從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，都有發(fā)生全反射的可能。假使只有一條光線發(fā)生了全反射，那一定是aO光線，由于它的入射角最大。所以選項(xiàng)A對；假若光線bO能發(fā)生全反射，說

明它的入射角等于或大于臨界角，光線aO的入射角更大，所以，光線aO一定能發(fā)生全反射，光線cO的入射角可能大于臨界角，也可能小于臨界角，因此，cO不一定能發(fā)生全反射。所以選項(xiàng)C對，B錯(cuò)；假若光線aO恰能發(fā)生全反射，光線bO和cO都不能發(fā)生全反射，但bO的入射角更接近于臨界角，所以，光線bO的反射光線較光線cO的反射光線強(qiáng)，即bO的反射光亮度大，所以D對。

答案：A、C、D

11．a(chǎn)bc為一全反射棱鏡，它的主截面是等腰直角三角形，如圖15－6所示。一束白光垂直入射到ac面上，在ab面上發(fā)生全反射，若光線的入射點(diǎn)O的位置不變，改變?nèi)肷涔獾娜肷浞较?不考慮bc面反射的光線)。則()

圖15－6

A．使入射光按圖中所示的逆時(shí)針方向偏轉(zhuǎn)，則紅光將首先射出ab面B．使入射光按圖中所示的逆時(shí)針方向偏轉(zhuǎn)，則紫光將首先射出ab面C．使入射光按圖中所示的順時(shí)針方向偏轉(zhuǎn)，則紅光將首先射出ab面D．使入射光按圖中所示的順時(shí)針方向偏轉(zhuǎn)，則紫光將首先射出ab面解析：入射光垂直ac面入射，到達(dá)ab面時(shí)其入射角為45°，可見白光中的各色光的臨界角均小于或至多等于45°。

若入射光按圖中所示的逆時(shí)針方向偏轉(zhuǎn)，則達(dá)到ab面時(shí)的入射角α必需大于45°，所以更不可能有任何顏色的光透出ab面。

若入射光按圖中所示的順時(shí)針方向偏轉(zhuǎn)，則達(dá)到ab面時(shí)的入射角α將小于45°。這樣才有可能將α小于某單色光的臨界角，使該顏色的光透出ab面。

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由于臨界角αc＝arcsin，所以n愈小，臨界角愈大。在紅、橙、黃、綠、藍(lán)、紫這六色

n光中，紅光的折射率最小，紫光的折射率最大，所