题目内容

如图一个半圆形的玻璃砖放在真空中,入射光AO正对玻璃砖圆心方向入射,OB、OC分别为反射光和折射光,下列说法中正确的是(  )
分析:若入射光为红蓝复色光,OC光线可能是红蓝复色光,也可能只有红光.若入射光为白光,在折射时才能发生色散现象.根据临界角的大小,分析哪种色光先在半圆形玻璃砖的上表面不发生全反射.折射角大于入射角时,反射光线与折射光线的夹角不一定等于90°.
解答:解:
A、若入射光为红蓝复色光,OC光线可能是红蓝复色光,也可能蓝光发生了全反射,OC光线就是红光.故A错误.
B、若入射光为白光,在折射时才能发生色散现象,反射时不能发生色散现象.故B错误.
C、由于红光的临界角大于蓝光的临界角,若入射光为白光,且已经在半圆形玻璃砖的上表面发生了全反射现象,逐渐减小入射角到一定程度时,红光首先不发生全反射从玻璃砖射出.故C正确.
D、设入射角、反射角和折射角分别为i、i′、r.当反射光线与折射光线的夹角等于90°,则有i′+r=90°.由折射定律和反射定律得:n=
sinr
sini
,i=i′,得到n=coti=n,即有i=arccotn,则知:只有当入射角等于arccotn时,反射光线与折射光线的夹角才等于90°.故D错误.
故选C
点评:当光从介质射入真空时要考虑光线能否发生全反射.对于七种色光的折射率、临界角等各量的大小关系,要在理解的基础上记住,这是考试的热点.
练习册系列答案
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(1)用一横截面为半圆形的玻璃柱体做“测定玻璃折射率”的实验,先在白纸上放好玻璃柱体,在玻璃柱体的上侧插上两枚大头针P1和P2,然后在玻璃柱体的下侧观察,调整视线使P1的像被P2挡住.接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像.P4挡住P3和P1、P2的像,在纸上标出的大头针位置和玻璃柱体轮廓如图1所示.
①在本题的图上画出所需的光路
②为了测出棱镜玻璃的折射率,需要测量的量是
入射角i
入射角i
折射角r
折射角r
,在图上标出它们.
③计算折射率的公式是n=
sini
sinγ
sini
sinγ

(2)光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图2A所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.
利用如图2B所示装置测量滑块与长1m左右的木板间动摩擦因数,图中木板固定在水平面上,木板的左壁固定有一个处于锁定状态的压缩轻弹簧(弹簧长度与木板相比可忽略),弹簧右端与滑块接触,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器没有画出.现使弹簧解除锁定,滑块获得一定的初速度后,水平向右运动,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为2.0×10-2s和5.0×10-2s,用游标卡尺测量小滑块的宽度d,卡尺示数如图2C所示.

①读出滑块的宽度d=
5.50
5.50
cm.
②滑块通过光电门1的速度v1=
2.75
2.75
m/s;滑动通过光电门2的速度v2=
1.10
1.10
m/s;
③若用米尺测量出两个光电门之间的距离为L,已知当地的重力加速为g,则滑块与木板动摩擦因数表达式为
v
2
1
-
v
2
2
2gL
v
2
1
-
v
2
2
2gL
(各量均用字母表示).

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