高中物理课时跟踪检测十二全反射新人教版选修3_4

课时跟踪检测（十二） 全反射1.光从介质1通过两种介质的交界面进入介质2的光路如图1所示。下列论述：光在介质1中的传播速度较大；光在介质2中的传播速度较大；光从介质1射向两种介质的交界面时，可能发生全反射现象；光从介质2射向两种介质的交界面时，可能发生全反射现象。其中正确的是()图1A只有正确B只有正确C只有正确 D只有正确解析：选B光从介质1进入介质2的光路如题图，入射角大于折射角，即从光疏介质入射到光密介质，所以光线在介质1中传播速度较大，对错。光线从光密介质到光疏介质可能发生全反射即从介质2到介质1，错对，故选项B对。2.一束光从某介质进入真空，方向如图2所示，则下列判断中正确的是()图2A该介质的折射率是B该介质的折射率是C该介质相对真空发生全反射的临界角是45D光线按如图所示的方向入射，无论怎样改变入射方向，都不可能发生全反射现象解析：选B由题意知，入射角30，折射角60，由折射定律可得：n，A项错误，B项正确；发生全反射的临界角为C，sin C，sin 45，C45，C项错误；光线按如图所示的方向入射，当入射角大于等于临界角时，就会发生全反射现象，D项错误。3.自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理，它虽然本身不发光，但在夜间骑行时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车。尾灯的构造如图3所示，下面说法正确的是()图3A汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的左表面发生全反射B汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的右表面发生全反射C汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的左表面发生全反射D汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的右表面发生全反射解析：选C由全反射棱镜对光路的控制原理可知，选项C正确。4.空气中两条光线a和b从方框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光线如图4所示。方框内有两个折射率n1.5的玻璃全反射棱镜。下图给出了两棱镜四种放置方式的示意图，其中能产生如图效果的是()图4解析：选B四个选项产生光路效果如图所示。则可知B项正确。5. (多选)如图5所示，一束平行光从真空射向一块半圆形的玻璃砖，下列说法正确的是()图5A只有圆心两侧一定范围内的光线不能通过玻璃砖B只有圆心两侧一定范围内的光线能通过玻璃砖C通过圆心的光线将沿直线穿过玻璃砖不发生偏折D圆心两侧一定范围外的光线将在曲面发生全反射解析：选BCD垂直射向界面的光线不偏折，因而光束沿直线平行射到半圆面上。其中通过圆心的光线将沿直线穿过不发生偏折，入射角为零。由中心向外的光线，在半圆面上进入真空时的入射角逐渐增大并趋近90角，折射角一定大于入射角，所以一定会发生全反射。6(多选)一束光穿过介质1、2、3时，光路如图6所示，则()图6A介质2的折射率最大B光线在介质2中的波长最长C光在介质3中的速度最大D入射光线到达介质2和介质3的界面时，一定也发生反射解析：选BD由光线经过介质时的入射角和折射角之间的大小关系可知n3n1n2，故选项A错误；由v可知在介质2中传播的速度最大，故选项C错误；光在不同介质内传播时的频率不变，根据vf可知传播速度越大，波长越长，故选项B正确；光由介质2进入介质3时，发生折射，也发生反射，故选项D正确。7.如图7所示，一根长为l5.0 m的光导纤维用折射率n的材料制成。一束激光由其左端的中心点以45的入射角射入光导纤维内，经过一系列全反射后从右端射出来，求：图7(1)该激光在光导纤维中的速度v是多大。(2)该激光在光导纤维中传输所经历的时间是多少。解析：(1)由n可得v2.1108 m/s。(2)由n可得光线从左端面射入后的折射角为30，射到侧面时的入射角为60，大于临界角45，因此发生全反射。同理光线每次在侧面都将发生全反射，直到光线到达右端面。由几何关系可以求出光线在光导纤维中通过的总路程s，因此该激光在光导纤维中传输所经历的时间t2.7108 s。答案：(1)2.1108 m/s(2)2.7108 s8.一半径为R的半圆柱形玻璃砖，横截面如图8所示。已知玻璃的全反射临界角(因而在底面上发生全反射，不能直接折射出。在光线1右侧的光线(例如光线3)经柱面折射后，射在玻璃砖底面上的入射角3满足3因而在底面上不能发生全反射，能从玻璃砖底面射出射到半圆柱面最右侧的光线4与柱面相切，入射角i为i由折射定律知，经圆柱面折射后的折射角OAB4，满足sin insin 4式子中，n是玻璃的折射率，由全反射角的定义知1nsin 联立式得4由几何关系可得