2019高中物理课下能力提升十五第十三章第2节全反射（含解析）新人教版.docx

全反射 基础练一、选择题1光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件是()A光从玻璃射到分界面上，入射角足够小B光从玻璃射到分界面上，入射角足够大C光从空气射到分界面上，入射角足够小D光从空气射到分界面上，入射角足够大2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，其框外光线如图所示。方框内有两个折射率 n1.5 的玻璃全反射棱镜。选项中给出了两棱镜四种放置方式的示意图，能产生图中光路效果的是()3华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理奖，他被誉为“光纤通讯之父”。光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。下列关于光导纤维的说法中正确的是()A内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C波长越短的光在光纤中传播的速度越大D频率越大的光在光纤中传播的速度越大4介质中光速为v1c，介质中的光速为v2，如果光线a、b如图中所示射到、两介质的分界面上，那么正确的是()Aa、b均不能发生全反射Ba、b均能发生全反射Ca能发生全反射Db能发生全反射二、非选择题5如图所示为一半圆形玻璃砖，一足够大的光屏MN与直径PQ平行，圆心O到MN的距离为d，一束由两种单色光组成的复色光沿与竖直方向成30 角射入玻璃砖的圆心，在光屏上出现了两个光斑，玻璃对两种单色光的折射率分别为n1和n2。求：(1)离A点最远的光斑与A点之间的距离x；(2)为使光屏上的光斑消失，复色光的入射角最小值。提能练一、选择题1多选如图所示，一束平行光从真空射向一块半圆形的折射率为n1.5的玻璃砖，其半径为R。下列说法中正确的是()A只有圆心两侧 范围内的光线不能通过玻璃砖B只有圆心两侧 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，不发生偏折D圆心两侧 范围外的光线将在圆面上产生全反射2(2016济南高二检测)如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则()A小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B小球所发的光能从水面任何区域射出C小球所发的光从水中进入空气后频率变大D小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大3一束红色的细光束由真空沿着径向射入一块半圆柱形透明体，如图(a)所示，对其射出后的折射光线的强度进行记录，发现折射光线的强度随着的变化而变化，如图(b)的图线所示。下列说法正确的是()A透明体对红光的折射率为B红光在透明体中的速度大小与在真空中的相同C红光的折射光线的频率会随着折射光线强度的增大而增大D红光在透明体内发生全反射的临界角为30二、非选择题4如图所示，是一种折射率n1.5的棱镜，用于某种光学仪器中，现有一束光线沿MN方向射到棱镜的AB面上，入射角的大小iarcsin 0.75，求：(1)光在棱镜中传播的速率；(2)画出此束光线射出棱镜后的方向，要求写出简要的分析过程。(不考虑返回到AB和BC面上的光线)5半径为R的半圆柱形玻璃，横截面如图所示，O为圆心，已知玻璃的折射率为 ，一束与MN平面成45角的平行光射到玻璃的半圆柱面上，经玻璃折射后，有部分光能从MN平面上射出，求在MN平面上射出的光束的宽度为多少？答 案基础练1解析：选B发生全反射的条件：光由光密介质射入光疏介质，入射角大于或等于临界角，B正确。2解析：选B四个选项产生光路效果如图所示。可知，B正确。3解析：选A光从光密介质射向光疏介质才能发生全反射，所以内芯的折射率比外套的大，A正确，B错误；频率越大(波长越短)，折射率越大，根据v，折射率大的光在光纤中传播的速度小，C、D错误。4解析：选D光从光密介质射向光疏介质时，当入射角大于或等于临界角时会发生全反射。根据题意可知，介质为光密介质，介质为光疏介质，所以由射向才有可能发生全反射现象，B、C错误；又因为介质中的光速为v2，所以光在介质中的临界角满足n2，故临界角为30，所以光束b能发生全反射，A错误，D正确。5解析：(1)作出光路图如图所示，折射率为n2的光折射后在光屏上形成的光斑离A点最远，根据折射定律得n2，xdtan d；(2)当复色光的入射角大于或等于两种单色光的临界角时，光屏上的光斑消失。单色光的折射率越小，临界角越大，由全反射条件sin C，可得C45，即复色光的入射角最小为45。答案：(1)d(2)45提能练1解析：选BCD设光线1进入玻璃砖后恰能在界面上发生全反射，如图所示，则1应等于临界角C，即sin 1sin C；比光线1更靠近圆心的光线入射到圆面的入射角小于1，故能折射出玻璃砖；比光线1更远离圆心的光线入射到圆面的入射角大于1，大于临界角，故将发生全反射而不能折射出玻璃砖；故光线能通过玻璃砖的范围是半径为r的圆面，而rRsin 1，B、C、D正确。2解析：选D只要不发生全反射，小球放在缸底什么位置都可以从侧面看到，选项A错误；只有小于临界角的光才能从水面射出，选项B错误；光的频率是由光源决定的，光从水中射入空气后频率不变，选项C错误；由公式n知，光在空气中的传播速度较大，选项D正确。3解析：选A由图(b)得30时发生全反射，故全反射的临界角C60，故n，故A正确，D错误；根据v，红光在透明体中的光速小于真空中的光速，故B错误；光线的频率与介质的折射率无关，故红光的折射光线的频率不变，故C错误。4解析：(1)光在棱镜中传播的速率vm/s2108 m/s(2)由折射率n得AB面上的折射角r30由几何关系得，BC面上的入射角 45全反射临界角Carcsin45，光在BC面上发生全反射，然后垂直AC面射出棱镜，光路如图所示。答案：(1)2108 m/s(2)见解析5.解析：如图所示，过O点作与MN成45角的半径，沿该半径方向入射的光线AO，刚好与圆柱面垂直，不发生折射，沿直线射到O点，它与过O点的法线夹角刚好等于临界角45，故AO是刚好能发生全反射的临界光线，在O点的左侧，如光线BC，它在圆柱面上要发生折射，入射到MN上时的入射角要大于45，肯定能发生全反射，故在MO之间不会有光线射出。在AO右侧的光线，经圆柱面折射，