2018-2019學年高中物理第十三章光第2節(jié)全反射練習及答案新人教版選修3-4

1、全反射A組(25分鐘)1.關于全反射,下列敘述正確的是()A.發(fā)生全反射時仍有折射光線,只是折射光線非常弱B.光從光密介質射向光疏介質時,一定會發(fā)生全反射現象C.光從光密介質射向光疏介質時,可能不發(fā)生全反射現象D.光從光疏介質射向光密介質時,可能發(fā)生全反射現象解析：全反射發(fā)生的條件是光從光密介質射向光疏介質和入射角大于等于臨界角,二者缺一不可,故選項B、D錯誤,C正確;發(fā)生全反射時,折射光線全部消失,只剩下反射光線,選項A錯誤。答案：C2.光線由空氣透過半圓形玻璃磚,再射入空氣的光路圖中,正確的是(玻璃的折射率為1.5)()A.圖乙、丙、丁B.圖乙、丁C.圖乙、丙D.圖甲、丙解析：題圖甲、乙情

2、景中,光由空氣進入玻璃,由光疏介質進入光密介質,應有12,乙正確,甲錯誤;題圖丙、丁情景中,光由玻璃進入空氣中,sinC=sin45,即Cv2v3C.v1v2v3v2D.v2v1v3解析：光在和兩介質的界面上發(fā)生了全反射,說明的折射率小于的折射率,即n1n3;介質與相比較,介質的折射率小于介質的折射率,即有n1n3n1,根據光在這三種介質中的速率公式v=得知,光速與折射率成反比,則v1v3v2。答案：B6.已知介質對某單色光的臨界角為C,則()A.該介質對單色光的折射率等于B.此單色光在該介質中的傳播速度等于csinC(c是光在真空中的傳播速度)C.此單色光在該介質中的傳播波長是在真空中波長的

3、sinC倍D.此單色光在該介質中的頻率是真空中的倍解析：由臨界角的計算式sinC=,得n=,選項A正確;將n=代入sinC=,得sinC=,故v=csinC,選項B正確;設該單色光的頻率為f,在真空中的波長為0,在介質中的波長為,由波長、頻率、光速的關系得c=0f,v=f,故sinC=,=0sinC,選項C正確;該單色光由真空進入介質時,頻率不發(fā)生變化,選項D錯誤。答案：ABC7.導學號73884099如圖所示,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,設為界面和界面,光線從界面射入玻璃磚,再從界面射出,回到空氣中,如果改變光到達界面時的入射角,則()A.

4、只要入射角足夠大,光線在界面上可能發(fā)生全反射現象B.只要入射角足夠大,光線在界面上可能發(fā)生全反射現象C.不管入射角多大,光線在界面上都不可能發(fā)生全反射現象D.不管入射角多大,光線在界面上都不可能發(fā)生全反射現象解析：在界面,光由空氣進入玻璃磚,是由光疏介質進入光密介質,不管入射角多大,都不會發(fā)生全反射現象,則A錯誤,C正確;在界面,光由玻璃進入空氣,是由光密介質進入光疏介質,但是,由于界面和界面平行,光由界面進入玻璃后再到達界面,在界面上的入射角等于在界面上的折射角,因此入射角總是小于臨界角,也不會發(fā)生全反射現象,故B錯誤,D正確。答案：CD8.導學號73884100如圖所示,一段橫截面為正方形

5、的玻璃棒,中間部分彎成圓弧狀,一細束單色光由MN端面的中點垂直射入,恰好能在弧面EF上發(fā)生全反射,然后垂直PQ端面射出。(1)求該玻璃棒的折射率;(2)若將入射光向N端平移,當第一次射到弧面EF上時(選填“能”“不能”或“無法確定能否”)發(fā)生全反射。解析：(1)因為細束單色光由MN端面中點垂直射入,所以到達弧面EF界面時入射角為45,又因為恰好發(fā)生全反射,所以45為臨界角C,由sinC=可知,該玻璃棒的折射率n=。(2)若將入射光向N端平移,第一次射到弧面EF上的入射角將增大,即大于臨界角45,所以發(fā)生全反射。答案：(1)(2)能B組(25分鐘)1.關于光的全反射和光纖的應用,下列說法正確的是

6、()A.光由不同介質射入真空或空氣時臨界角不同B.入射角大于臨界角,不一定發(fā)生全反射C.玻璃是光密介質D.光纖通信是光導纖維的唯一應用E.光導纖維的工作原理是光的全反射解析：不同介質的折射率不同,所以光由不同的介質射入真空或空氣時臨界角不同,A項正確;入射角大于臨界角,不一定發(fā)生全反射,還要光從光密介質進入光疏介質才能發(fā)生全反射,B項正確;光疏介質、光密介質是相對的,只有一種介質不能說是光疏介質還是光密介質,C項錯誤;光纖通信是光導纖維的主要應用,光導纖維還可應用到內窺鏡、潛望鏡等,D項錯誤;光導纖維的工作原理是光的全反射,E項正確。答案：ABE2.一束細光束由真空沿著徑向射入一塊半圓柱形透明

7、體,如圖甲所示,對其射出后的折射光線的強度進行記錄,發(fā)現折射光線的強度隨著的變化而變化,如圖乙的圖線所示,此透明體的臨界角為,折射率為。解析：由題圖乙的圖線可知,當小于等于30時,入射角大于等于60,折射光線的強度為零,所以此透明體的臨界角為60,由臨界角公式sinC=,解得n=答案：60。3.導學號73884101如圖所示,玻璃材料制成的一棱鏡的截面圖,一細光束從圓弧AB的中點E點沿半徑射入棱鏡后,恰好在圓心O點發(fā)生全反射,經CD面反射,再從圓弧的F點射出,已知,OA=a,OD=a。求:(1)出射光線與法線夾角的正弦值;(2)光在棱鏡中傳播的時間。解析：(1)作出光路圖如圖。根據幾何關系可知

8、,臨界角為C=45。根據全反射定律得n=,OG=OD=a,sin=根據折射定律得n=解得sin=。(2)光在棱鏡中的傳播速度v=由幾何知識得,光線傳播的長度為l=a+a+a光在棱鏡中傳播的時間t=。答案：(1)(2)4.有人在河中游泳,頭部露出水面,在某一位置當他低頭向水中觀察時,看到河底有一靜止物體跟他眼睛正好在同一豎直線上,這個人再向前游12m,正好不能看見此物體,求河深。(水的折射率為)解析：如圖所示,由題意知C為臨界角,則sinC=從圖可得sinC=聯(lián)立得解得h10.6m。答案：10.6m5.導學號73884102如圖所示,一條長度為l=5.0m的光導纖維的內芯用折射率為n的材料制成,

9、外套的折射率可認為與空氣的折射率相等且等于1。一細束激光從其左端的中心點以i角入射到光導纖維的端面上,并射入其中,設折射角為,經過一系列的全反射后從右端面射出。(1)若n=,i=45,則該激光在光導纖維中的速度v是多大(取c=3108m/s)?(2)若n=,i=45,則該激光在光導纖維中的傳輸時間是多少?(3)若要保證不管取何值時,激光都不會從光導纖維的側面漏出,試求n的取值范圍。解析：(1)由n=可得v2.1108m/s。(2)由n=和臨界角公式sinC=可知,光從左端面射入后的折射角=30,則側面的入射角為60,大于臨界角C=45。從而,t=2.710-8s。(3)設折射光線射向側面時的入射角為,如圖