2020春高中人教版：全反射含解析.doc

教学资料范本2020春高中人教版：全反射含解析编 辑：_时 间：_第2节 全反射A组：合格性水平训练1(光密介质与光疏介质)(多选)下列说法正确的是()A因为水的密度大于酒精的密度.所以水是光密介质B因为水的折射率小于酒精的折射率.所以水对酒精来说是光疏介质C同一束光.在光密介质中的传播速度较大D同一束光.在光密介质中的传播速度较小答案BD解析因为水的折射率小于酒精的折射率.所以水对酒精来说是光疏介质.A错误.B正确；由v可知.同一束光在光密介质中的传播速度较小.故C错误.D正确。2(全反射的条件)(多选)关于全反射.下列说法中正确的是()A发生全反射时.仍有折射光线.只是折射光线非常弱.因此可以认为不存在折射光线而只有反射光线B光从光密介质射向光疏介质时.一定会发生全反射现象C光从光疏介质射向光密介质时.不可能发生全反射现象D水或玻璃中的气泡看起来特别亮.就是因为光从水或玻璃射向气泡时.在界面处发生了全反射答案CD解析全反射发生的条件是光从光密介质射向光疏介质.且入射角大于或等于临界角.发生全反射时全部光线均不进入光疏介质.故A、B错误.C正确；当光线经由水或玻璃射向气泡时.由于水和玻璃的折射率均大于空气的折射率.部分光线在界面处发生全反射.所以气泡会显得特别亮.D正确。3(临界角)光在某种介质中传播时的速度为1.5108 m/s.那么.光从此种介质射向空气并发生全反射的临界角应为()A60 B45 C30 D75答案C解析根据n.sinC.得sinC.解得C30.C正确。4(全反射的应用)如图所示.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。下面说法中正确的是()A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答案C解析汽车灯光应从右面射向自行车尾灯.光在尾灯内部左表面发生全反射.使自行车后面的汽车司机发现前面有自行车.避免事故的发生.A、B、D错误.C正确。5(全反射的应用)光导纤维的结构如图所示.其内芯和外套材料不同.光在内芯中传播。以下关于光导纤维的说法正确的是()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折射D内芯的折射率与外套的相同.外套的材料有韧性.可以起保护作用答案A解析光导纤维是利用光从光密介质(内芯)射入光疏介质(外套)时发生全反射的现象来传递信息的.B、C、D错误.A正确。6(全反射的计算)为测量一块等腰直角三棱镜ABC的折射率.用一束光沿平行于BC边的方向射向AB边.如图所示。光束进入棱镜后射到AC边时.刚好能发生全反射。该棱镜的折射率为()A. B. C. D.答案D解析作出光路图.如图所示.根据题意和几何关系可知.i45.n.sinC.r90C.联立以上各式.可得n.A、B、C错误.D正确。7(全反射的计算)如图所示.一束光从空气中垂直入射到折射率为的直角三棱镜。求从棱镜第一次射出的光线与原入射方向的偏转角度。答案30解析如图所示.光线射到斜边时.i60设全反射的临界角为C.因为：sinC.sini.可得sinisinC.即iC.故光射到斜边上时发生全发射。由几何关系知.光反射到另一直角边时的入射角：i30设光从另一直角边射出时的折射角为r.则由折射率的定义有.得：r60所以从棱镜第一次射出的光线与原入射方向的偏转角为：906030。8(色光的全反射)半径为R的固定半圆柱形玻璃砖的横截面如图所示.O点为圆心.OO为直径MN的垂线.足够大的光屏PQ紧靠在玻璃砖的右侧且与MN垂直。一束复色光沿半径方向与OO成30角射向O点.已知复色光包含折射率从n1到n2的光束.因而光屏上出现了彩色光带。(1)求彩色光带的宽度；(2)当复色光入射角逐渐增大时.光屏上的彩色光带将变成一个光点.求角至少为多少时会出现这种现象。答案(1)R(2)45解析(1)由折射定律得n1.n2.代入数据.解得145.260。故彩色光带的宽度为Rtan45Rtan30R。(2)当所有光线均发生全反射时.光屏上的光带消失.反射光束将在PN上形成一个光点。当折射率为n1的单色光在玻璃表面上恰好发生全反射时.对应的值最小.因为sinC1.所以C145.故的最小值minC145。B组：等级性水平训练9(全反射的计算)在桌面上有一倒立的玻璃圆锥.其顶点恰好与桌面接触.圆锥的轴(右图中虚线)与桌面垂直.过轴线的截面为等边三角形.如图所示。有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上.光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为1.5.则光束在桌面上形成的光斑半径为()Ar B1.5r C2r D2.5r答案C解析因为n1.5.根据sinC可知临界角C60。由题意光束第一次射到圆锥侧面上的入射角为60.大于临界角.所以光路如图所示.左侧光线在圆锥面A点发生全反射.在OAB中.r.AOB60.利用几何关系可求得r.在ABC中.ACB30.利用几何关系可求得3r.由此可知光束在桌面上形成的光斑半径为R2r.C正确。10(光的折射与全反射综合)(多选)如图所示是一玻璃球体.其半径为R.O为球心.AB为水平直径。M点是玻璃球的最高点.来自B点的光线BD从D点射出.出射光线平行于AB.已知ABD30.光在真空中的传播速度为c.则()A此玻璃的折射率为B光线从B到D需用时C若增大ABD.光线不可能在DM段发生全反射现象D若减小ABD.从AD段射出的光线均平行于AB答案AB解析由题图可知光线在D点的入射角为i30.折射角为r60.由折射率的定义得n.故n.A正确；光线在玻璃球中的传播速度为vc.由题图知BDR.所以光线从B到D需用时t.B正确；若增大ABD.入射角增大.当光线射向DM段时.射向M点时入射角最大.为45.而临界角满足sinCsin45.即CC。光线在透明砖内会发生两次全反射.最后由G点射出.如图乙所示。由反射定律和几何关系得：OGOC10 cm.即光线从透明砖射出点的位置在O点右侧距离O点为10 cm处。12(光的折射与全反射的综合应用)一厚度均匀的圆形玻璃管内径为16 cm.外径为24 cm。一条光线从玻璃管壁中点入射.光线AB与竖直方向成60角.与直径MN在同一竖直面内.如图所示。该玻璃的折射率为.真空中光速c3.0108 m/s。(1)光线经玻璃管内壁折射后从另一侧内壁下端射出玻璃管.求玻璃管的长度；(2)保持入射点不动.调整入射角。求光线AB在玻璃管内壁处恰好发生全反射时.光线在玻璃中传播的时间。(以上结果均保留两位有效数字)答案(1)0.30 m(2)1.5109 s解析(1)光在两个界面的入射角和折射角分别是1和2、3和4.如图1所示.其中160.根据折射定律得：n解