高中物理 第十三章 2 全反射课后集训 新人教版选修3-4.doc

全反射基础过关1.光在两种介质的界面上发生全反射，由此可以判定( )a.光由光密介质射向光疏介质 b.光由光疏介质射向光密介质c.入射角小于临界角 d.入射角等于或大于临界角答案：ad2.相同颜色的两束光a和b分别入射到两种介质的分界面mn上，如图13-7-2所示。若光a在介质中的传播速度为va=c,光b在介质中的传播速度为vb=,下列说法正确的是( )图13-7-2a.光束a一定发生全反射b.光束b一定发生全反射c.光束a、b都不能发生全反射d.如将光束a的入射角再减小10，a依然能发生全反射解析：由题意可知：为真空，的折射率为2，临介角为30，所以a一定不会发生全反射，b恰好发生全反射。答案：b3.水中有一点光源，在水面上可以看到一个圆形亮斑。若亮斑面积在减小，则水中的光源( )a.正在向上运动 b.正在向下运动c.正在水平向右运动 d.正在水平向左运动答案：a4.两种透明介质对真空的临界角分别为c1、c2，且c1c2，由此可知这两种介质的折射率n1、n2及光在这两种介质中的传播速度v1、v2的大小关系是( )a.n1n2 v1v2 b.n1n2 v1v2c.n1n2 v1v2 d.n1v2解析：由得n1v2答案：d5.一束光线由空气射向折射率为2的某种介质，下列说法正确的是( )a.当入射角大于45，一定发生全反射b.无论入射角是多大，都不能发生全反射c.无论入射角是多大，折射角都不会超过45d.欲使折射角等于30，入射角应为45解析：因为光线是由光疏介质射向光密介质，所以不会发生全反射。由得n=且i=45时，r=30，入射角的最大值为90，此时对应的折射角为45。答案：bcd6.以下哪些现象是由于光的全反射形成的( )a.将空玻璃试管插入水中，看上去比充满水的试管要亮得多b.夜晚，湖面上映出了岸上的彩灯c.夏天，海面上出现的海市蜃楼d.在炎热的夏天，向远处的柏油马路看去，路面特别明亮光滑，像用水淋过一样答案：acd7.如图13-7-3所示，光源发出的光经狭缝进入折射率为的半圆形玻璃砖m，当m绕o点(圆心)缓慢地沿逆时针方向旋转时，光线oa跟法线之间的夹角逐渐_，光线oa的强度逐渐_，角i与角的数量关系满足的等式是_；光线ob与法线的夹角i逐渐_，光线ob的强度逐渐_，角i与角i的数量关系满足的等式是_；当角i=_时，光线oa恰好完全消失。此时发生了光的_现象。图13-7-3答案：增大，减弱，sini=sinr,增大，增强，i=iarcsin,全反射8.一束平行光线在三种介质形成的两个界面上的反射、折射情况如图13-7-4所示，图中界面互相平行，如果光在、三种介质中的传播速度分别为v1、v2、v3，则v1、v2、v3的大小关系是_。图13-7-4答案：v1v3v29.图13-7-5是半径为r的半圆柱形玻璃砖的示意图。已知光线从a处射入玻璃砖后，在圆心o点恰好发生全反射(a点在圆弧上，且为弧mb的中点)，则玻璃砖的折射率为多大？与ao平行的光线从顶点b处射入玻璃砖后，其折射光线与mn的交点距o点多远？图13-7-5解析：由光路图可知：临界角c=1=45所以折射率。2=1=45由=n得sin3=3=30oa=rtg30=.答案：.综合运用10.水中的空气泡看上去比较亮，对这一现象有以下不同的解释，其中正确的是( )a.空气泡对光线有会聚作用，因而较亮b.空气泡对光线有发散作用，因而较亮c.从空气泡到达水中的界面处的光一部分发生全反射，因而较亮d.从水中到达空气界面处的光一部分发生全反射，因而较亮解析：根据全反射的条件知，当光从水中到达空气泡的界面处，若光的入射角大于临界角就会发生全反射，因而水中的空气泡看上去比较亮，故本题正确答案为选项d。答案：d11.光从水晶射向空气时发生全反射的临界角是多大？解析：光从空气射入水晶时入射角和折射角的关键是 根据光路可逆的道理，如果光从水晶射入空气，上式中的r和i就分别代表入射角和折射角。全反射的临界角指的是折射角的90时的入射角，所以上式中令i=90，这时的r就是临界角c： 从表中查得n=1.55,所以sinc=0.645，于是得出光从水晶射向空气时发生全反射的临界角：c=41答案：4112.如图13-7-6所示，一束光线射到透明介质的a点，入射角为i,则( )图13-7-6a.当i足够大时，在a点将发生全反射b.当i足够大时，光从球内向外射出时将发生全反射c.无论i多大，在a点都不会发生全反射d.无论i多大，从球内向外射出时，都不会发生全反射解析：光线从光密介质射向光疏介质才可能发生全反射，因为光线在a点由空气进入介质球时，肯定不能发生全反射。光线从介质球向外射出的入射角i是随着i的增大而增大的，且i的增大只是逐步接近临界角，不可能大于临界角。原因如下：在答图13-8中，对于球上任意一点，球面法线一定过圆心o，设为光线从a点射入时的折射角，i为从b点射出时的入射角，它们为等腰三角形的两底角，因此有i=,根据折射定律得：sin=,即随着i的增大，r增大，但显然不能大于临界角c，故i也不可能大于临界角。即光线从b点射出时，也不可能发生全反射，在b点的反射光线射向d点时，也不会发生全反射。可见，答案为cd。答图13-8答案：cd拓展探究13.已知水的折射率为,在水面下放一个强点光源s，则可在水面上看到一个圆形透光面。如果这个透光面的直径d为4 m，求光源离水面的距离h。图13-7-7解析：在水面上看到的圆形透光面，是水面下点光源发出的光穿过水面进入空气而形成的。如果水中点光源发出的光射向水面时，入射角大于等于临界角，这些光线将发生全反射，则光不能穿过水面。如答图13-9所示，点光源s发出的光线sa、sb到达水面时，恰好发生全反射，c是临界角，在ab区域内有光射入空气。由几何关系可知：tanc=而所以答图13-9答案：1.76 m14.如图13-7-8所示，一玻璃正方体放在空气中，其折射率为1.50。一条光线从立方体的顶部斜射进来，然后投射到它的一个侧面。问：图13-7-8(1)这条光线能否从侧面射出？(2)如果光线能从上述侧面射出，那么玻璃材料的折射率应满足什么条件？解析：画出光路答图13-10答图13-10(1)玻璃对空气的临界角为c=arcsin=arcsin=41.8 在玻璃体的上表面，光由空气射向玻璃，所以，折射角总是小于临界角(4