7.如图甲所示,有两束细平行单色光a、b射向空气中上下表面平行的玻璃砖的上表面.已知玻璃砖足够大,不需考虑光到达玻璃砖侧面的折射和反射.若玻璃砖对单色光a的折射率小于对单色光b的折射率,则下列说法正确的是( )
A.在玻璃砖中,a光比b光的速度小
B.两光束在玻璃砖中仍然是平行的
C.从玻璃砖的下表面射出后,两光束之间的距离一定比入射前的要小
D.无论增大或减小两光束入射到玻璃砖上表面的入射角,两光束最终都能从玻璃砖的下表面射出
解析:a、b两束光穿过玻璃的可能光路如图乙、丙所示,故选项D正确.
答案:D
乙 丙
6.酷热的夏天,在平坦的柏油公路上,你会看到在一定距离之处的地面显得格外明亮,仿佛是一片水面,似乎还能看到远处车、人的倒影,但当你靠近“水面”时,它也随你的靠近而后退.对此现象,下列解释正确的是( )
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,是由于人们酷热难耐而产生的幻觉
C.太阳辐射到公路上,使公路上空气温度升高,越靠近公路的空气密度越小,有些光线发生全反射
D.太阳辐射到公路上,使公路上空气温度升高,越靠近公路的空气密度越大,有些光线发生全反射
解析:
越靠近柏油路面空气温度越高,空气密度越小,有些光线发生如图所示的全反射.
答案:AC
5.为了连续改变反射光的方向,并多次重复这个过程,方法之一是旋转由许多反射镜面组成的多面体棱镜(简称镜鼓).如图所示.当激光束以固定方向入射到镜鼓的一个反射面上时,由于反射镜绕垂直轴旋转,反射光就可在屏幕上扫出一条水平线.依此,每块反射镜都将轮流扫描一次.如果要求扫描的范围θ=45°且每秒钟扫描48次,那么镜鼓的反射镜面数目和镜鼓旋转的转速分别为( )
A.8,360 r/min B.16,180 r/min
C.16,360 r/min D.32,180 r/min
解析:每块反射镜转过的角度α=,其镜面数目N==16,转速n==3 r/s=180 r/min.
答案:B
4.一光线以30°的入射角从玻璃中射到玻璃与空气的界面上,它的反射光线与折射光线的夹角为90°,则这块玻璃的折射率为( )
A.0.866 B.1.732 C.1.414 D.1.500
解析:作出反射和折射的光路图如图所示.θ1为玻璃中的入射角,θ1′为反射角,θ2为空气中的折射角.根据折射率的定义和光路可逆原理可求解.
由光的反射定律可得:
θ1′=θ1=30°
由几何知识得:
θ2+θ1′=180°-90°=90°
则θ2=90°-θ1′=60°
光从AO入射后从OC折射出,根据光路可逆原理,如果光从CO入射一定从OA折射,这时空气中的入射角θ2,玻璃中的折射角为θ1,所以有:
n===1.732.
答案:B
3.一人从街上路灯的正下方经过,看到自己头部的影子刚好在自己脚下.如果此人以不变的速度朝前走,则他头部的影子相对于地的运动情况是( )
A.匀速直线运动 B.匀加速直线运动
C.变加速直线运动 D.无法确定
解析:
设灯高为H,人高为h,如图所示.人以速度v从O点经任意时间t到达位置A处,即OA=vt.由光的直线传播知头影在图示B处,由几何知识得:
==
OB=·OA=vt
故头影的速度为:v′==v
因为H、h、v都是确定的,故v′亦是确定的.即头影的运动就是匀速直线运动.
答案:A
2.在没有月光的夜晚,一个池面较大的水池底部中央有一盏灯(可看做点光源),小鱼在水中游动,小鸟在水面上飞翔.设水清澈且水面平静,则下列说法正确的是( )
A.小鸟向下方水面看去,看到水面中部有一个圆形区域是暗的,周围是亮的
B.小鱼向上方水面看去,看到水面中部有一个圆形区域是亮的,周围是暗的
C.小鱼向上方水面看去,可以看到灯的像,像的位置与鱼的位置无关
D.小鸟向下方水面看去,可以看到灯的像,像的位置与鸟的位置无关
解析:小鸟、小鱼看到的都是灯的像,而不是圆形区域;小鱼看到的是反射成像,像与物以反射面为对称面,像的位置与小鱼的位置无关;小鸟看到的是折射成像,像的位置与小鸟的位置有关
答案:C
6.目前,一种用于摧毁人造卫星或空间站的激光武器已研制成功.如图甲所示,某空间站位于地平线上方,现准备用一束激光射向该空间站,则应将激光器( )
A.沿视线对着空间站瞄高一些
B.沿视线对着空间站瞄低一些
C.沿视线对准空间站直接瞄准
D.条件不足,无法判断
解析:
当武器瞄准空间站时,光线如图乙所示,即看见的空间站位置比实际位置略高,但武器发射出的激光经过大气层和大气层的边缘时也要发生折射,由光路可逆原理知激光器应对准看到的空间站的像瞄准.故选项C正确.
答案:C
金典练习三十四 光的直线传播 光的反射 光的折射 全反射
选择题部分共10小题,每小题6分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.
1.
某台钟钟面上没有数字,只有刻度线.图示是从平面镜里面看到的钟的像,则此时指针指的时刻是( )
A.1点20分 B.11点20分
C.10点40分 D.10点20分
答案:C
5.一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖,经折射分成两束单色光a、b.已知a光的频率小于b光的频率,下列光路图中可能正确的是[2005年高考·辽宁大综合]( )
解析:同一介质对频率越高的光的折射率越大,因此,该玻璃砖对b光的折射率更大,光通过平行玻璃砖时,会发生光路侧移,但出射光线仍与入射光线平行,因此选项B正确.
答案:B
4.如图所示,一玻璃柱体的横截面为半圆形,细的单色光束从空气中射向柱体的O点(半圆的圆心),产生反射光束1和透射光束2.已知玻璃折射率为,入射角为45°(相应的折射角为24°).现保持入射光不变,将半圆柱绕通过O点垂直于圆面的轴线顺时针转动15°,如图中虚线所示,则( )
A.光束1转过15°
B.光束1转过30°
C.光束2转过的角度小于15°
D.光束2转过的角度大于15°
解析:转动前,反射光线与入射光线的夹角为90°,折射光线与入射光线的夹角为201°;转动后,反射光线与入射光线的夹角为120°,根据折射定律=,得r=30°.则折射光线与入射光线的夹角为210°.因此折射光转过9°<15°.故选项B、C正确.
答案:BC
3.如图所示,ABCD是两面平行的透明玻璃砖,AB面和CD面平行,它们分别是玻璃和空气的界面,设为界面Ⅰ和界面Ⅱ.光线从界面Ⅰ射入玻璃砖,再从界面Ⅱ射出,回到空气中.如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角,则( )
A.只要入射角足够大,光线在界面Ⅰ上可能发生全反射现象
B.只要入射角足够大,光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象
C.不管入射角多大,光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象
D.不管入射角多大,光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象
错解:B
剖析:有的同学认为在界面Ⅱ上,光由光密介质进入光疏介质,只要入射角足够大,就可能发生全反射现象,这是错误的.错误的原因在于孤立地讨论光在界面Ⅱ上能否发生全反射现象,而没有认识到光是由界面Ⅰ进入玻璃后再到达界面Ⅱ的,到达界面Ⅱ时光的入射角等于光在界面Ⅰ的折射角,它的大小是受到折射定律限制的,因此在界面Ⅱ上的入射角总是小于临界角.
正解:在界面Ⅰ上光由空气中进入玻璃砖,是由光疏介质进入光密介质,不管入射角多大,都不发生全反射现象,则选项C正确;在界面Ⅱ上光由玻璃进入空气,是由光密介质进入光疏介质.但是,由于界面Ⅰ和界面Ⅱ平行,光由界面Ⅰ进入玻璃后再达到界面Ⅱ,在界面Ⅱ上的入射角等于在界面Ⅰ上的折射角,因此入射角总是小于临界角,因此也不会发生全反射现象,故选项D也正确.
答案:CD
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