人教版选修34 全反射 第1课时 作业 (1).docx

高中人教版物理选修3-4第十三章 第二节 全反射一、单选题（共8题；共16分）1.下列说法正确的是（） a.在水中的鱼斜向上看岸边的物体时，看到的物体将比物体所处的实际位置低b.光纤通信是一种现代通信手段，光纤内芯的折射率比外壳的大c.水中的气泡，看起来特别明亮，是因为光线从气泡中射向水中时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故d.全息照相主要是利用了光的衍射现象2.下列说法中不正确的是（） a.伽利略斜面实验是将可靠的事实和抽象思维结合起来，能更深刻地反映自然规律b.不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的c.用导线把微安表的“+”、“”两个接线柱连在一起后晃动电表，表针晃动幅度很小，且会很快停下，这是物理中的电磁阻尼现象d.在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象3.如图所示，半圆形玻璃砖置于光屏pq的左下方一束白光沿半径方向从a点射入玻璃砖，在o点发出反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带若入射点由a向b缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到o点，观察到各色光在光屏上陆续消失在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是（ ）a.减弱，紫光b.减弱，红光c.增强，红光d.增强，紫光4.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尾灯的原理如图所示，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5.下列说法中正确的是（） a.人耳能听到的声波比超声波更不易发生明显衍射b.离开地球的高速火箭里的人认为地球上时钟变快c.无论什么波，只要振幅足够大就可以产生明显的衍射现象d.透过平行于日光灯的窄缝观察正常发光的日光灯时能看到彩色的条纹，这是光的衍射现象6.光纤可作为光传导工具，其传输原理是光的全反射按照纤芯折射率分布情况可以分为突变型光纤和渐变型光纤，突变型光纤的纤芯的折射率是均匀的，而渐变型光纤的纤芯的折射率不均匀下列关于这两种光纤说法正确的是（） a.突变型光纤的从光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突然变大b.渐变型光纤的从光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小c.光在渐变型光纤中的传播轨迹是直折线d.光在突变型光纤中的传播轨迹是曲线7.介质中光速为v1=c，介质中的光速为v2= ，临界角30，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（ ） a.a，b均不能发生全反射b.a，b均能发生全反射c.a能发生全反射d.b能发生全反射8.如图所示，已知介质为空气，介质的折射率为 ，则下列说法中正确的是（ ） a.光线a、b都不能发生全反射b.光线a、b都能发生全反射c.光线a发生全反射，光线b不发生全反射d.光线a不发生全反射，光线b发生全反射二、填空题（共4题；共11分）9.如图所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由mn端面的中点垂直射入，恰好能在弧面ef上发生全反射，然后垂直pq端面射出（1）则该玻璃棒的折射率n=_（2）若将入射光向n端平移，当第一次射到弧面ef上时_ (填“能”“不能”或“无法确定能否”)发生全反射10.要发生全发射，必须同时具备两个条件：（1）光从_介质射入_介质，（2）入射角_临界角 11.光由光密介质射入光疏介质时_角大于_角，当入射角增大到某一角度，使折射角达到900时_完全消失，只剩下_，这种现象做_ 12.一根光导纤维的折射率为n，直径为d，形状刚好和四分之一个圆相同，内边的半径是r，如图所示，光束沿法线方向射到光导纤维的x端如果整条光束都被全反射，则r的最小值为_ 三、解答题（共2题；共10分）13.一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为r的半圆，ab为半圆的直径，o为圆心，如图所示，玻璃的折射率n= （i）一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在ab上的最大宽度为多少？（ii）一细束光线在o点左侧与o相距 r处垂直于ab从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置14.如图所示，折射率为 的液体内放一平面镜，欲使一细光束沿水平方向射向平面镜，经反射再在液面发生全反射，要求平面镜与水平方向成多大角度？ 四、综合题（共1题；共10分）15.如图所示是一种折射率n= 的棱镜。现有一束光线沿mn方向射到棱镜的ab面上，入射角的大小i=60，求：（1）光在棱镜中传播的速率； （2）画出此束光线进入棱镜后又射出棱镜的光路图，要求写出简要的分析过程。 答案解析部分一、单选题1.【答案】b 【解析】【解答】a、景物的光斜射到水面上，由光发生折射的条件知，会发生折射现象，当光进入水中后靠近法线，射入潜水员眼睛，而潜水员由于错觉，认为光始终沿直线传播，逆着光的方向看上去而形成的虚像，所以比实际位置高故a不正确b、发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，则光纤的内芯折射率大于外壳的折射率故b正确c、水中的气泡，看起来特别明亮，是因为光线从水射入气泡发生全发射的缘故故c错误d、全息照相利用光的干涉现象故d错误；故选：b【分析】a、根据光的折射，得出潜水员看到的高度和实际高度的关系；b、光在光纤中发生全反射，通过全反射的条件比较光纤内芯和外壳折射率的大小关系c、水中的气泡，看起来特别明亮，是因为光线从水射入气泡发生全发射的缘故d、全息照相利用光的干涉现象；2.【答案】d 【解析】【解答】a、伽利略理想斜面实验是将可靠的事实和抽象思维结合起来，能更深刻反映自然规律故a正确b、根据相对认原理可知，不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的，故b正确c、闭合线圈在磁场中运动会产生感应电流，从而出现安培阻力，因此在运输时，表头接线柱有导线相连；用导线把微安表的“+”、“”两个接线柱连在一起后晃动电表，表针晃动幅度很小，且会很快停下，这是物理中的电磁阻尼现象故c正确d、在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射原理，故d错误本题选错误的，故选：d【分析】在伽利略之前的学者们总是通过思辩性的论战决定谁是谁非，是他首先采用了以实验检验猜想和假设的科学方法；不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的；在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象；微安表的表头在运输时常把两个接线柱用导线连接是利用电磁阻尼3.【答案】d 【解析】【解答】解：光线从光密介质到光疏介质，入射点由a向b缓慢移动时，入射角增大，反射光的强度将增强；因紫色光的折射率最大，发生全反射的临界角最小，故紫光最先发生全反射，在光屏上最先消失故d正确，abc错误故选：d【分析】光线从光密到光疏介质，随着入射角的增大，反射光将增强；当入射角达到某光的临界角时将发生全反射，分析红光与紫光的临界角大小，可得出最先发生全反射的光4.【答案】c 【解析】【解答】解：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；故选c【分析】当光从光密介质射入光疏介质且入射角大于临界角时发生全反射5.【答案】d 【解析】【解答】a、因声波的波长比超声波长，则更容易发生衍射现象，故a不正确；b、根据相对论原理可知，离开地球的高速火箭里的人认为地球上时钟变慢，故b错误；c、产生明显的衍射现象的条件 是波的波长小于障碍物的尺寸，与与障碍物的尺寸差不大，与波的振幅无关，故c错误；d、透过平行于日光灯的窄缝观察正常发光的日光灯时能看到彩色的条纹，这是光的衍射现象，故d正确；故选：d【分析】波长越长，越容易发生衍射，声波的波长比超声波长；相对论中，长度缩短，时间变慢；产生明显的衍射现象的条件 是波的波长小于障碍物的尺寸，与与障碍物的尺寸差不大；光导纤维内芯和外套材料不同，所以具有不同的折射率要想使光的损失最小，光在光导纤维里传播时一定要发生全反射；6.【答案】b 【解析】【解答】光纤传输利用光的全反射，中心芯折射率大，玻璃包层折射率小，突变型光纤的中心芯折射率是相同，所以只在分层界面处发生一次全反射，轨迹是直折线，渐变型光纤的折射率是从光纤中心芯到玻璃包层渐渐变小，光传播时不能发生折射，所以轨迹是曲线，故b正确，acd错误；故选：b【分析】发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，入射角大于等于临界角，从而即可求解7.【答案】d 【解析】【解答】解：根据全反射条件可知，光从光密介质射向光疏介质，当入射角大于或等于临界角时，才能发生光的全反射现象 由题意可知，介质i为空气，而介质ii的折射率为c=nv=n ，从而解得：n=2，再由sinc= ，则有，临界角30，因此只有当光线从介质ii射向介质i，才可能发生光的全反射现象，由图可知，光线b的入射角为40，则符合全反射的条件，故d正确，abc错误；故选：d【分析】根据公式，sinc= ，可知，临界角与折射率的关系，从而确定折射率的大小，结合光的全反射条件，进而可判定能否发生光的全反射，及反射光线与折射光线8.【答案】c 【解析】【解答】解：根据发生全反射的条件，光从光密介质射到光疏介质中时介质对空气来说是光密介质，所以光线a可能发生全反射，光线在介质中的临界角为：sinc= = ，c=45注意题图中光线a与界面的夹角为30，而此时的入射角为6045，故光线a能发生全反射，故c正确，abd错误 故选：c【分析】根据光的全反射条件，结合临界角与折射率的关系式sinc= ，从而即可求解二、填空题9.【答案】；能 【解析】【解答】（1）如图所示，单色光照射到ef弧面上时恰好发生全反射，由全反射的条件可知由折射定律得 联立式解得n （2）当入射光向n端移动时，光线在ef面上的入射角将增大，所以能产生全反射。【分析】根据几何关系确定出在ef弧面上的临界角，根据 求出玻璃的折射率当入射光向n端平移，当第一次射到弧面ef上时，通过比较入射角与临界角的大小关系确定能否发生全反射。10.【答案】光密；光疏；大于或等于 【解析】【解答】要发生全发射，必须同时具备两个条件：（1）光从光密介质射入光疏；（2）入射角大于或等于临界角。【分析】加强掌握相关原理的理解。11.【答案】折射；入射；折射光线；反射光线；全反射 【解析】【解答】解：当光由光密介质进入光疏介质时，由折射定律可知，折射角大于入射角；而当入射角增大到临界角时，折射角将等于90度；此时折射光消失；入射光全部进入原来的介质中，这就是全反射现象 故答案为：折射、入射、折射光线、反射光线、全反射【分析】明确光的折射规律，并熟练掌握全反射的定义，即可解答本题12.【答案】【解析】【解答】解：如图所示，可知光束越往下的部分，射到圆弧的外侧上时的入射角越小，当最下面的单色光照射到外侧弧面上时刚好发生全反射，由全反射的条件得： sinc= 又： 所以： 得：r= ，即为r的最小值故答案为： 【分析】根据题目要求作出光路图，注意光线沿半径方向射出，在圆弧面上的入射角为0，将径向射出；运用几何关系，根据折射定律，结合sinc= 求出r的最小值三、解答题13.【答案】解：（i）根据全反射定律：sinc= ，得：c=45，即临界角为45，如下图：由几何知识得：d= ，则入射光束在ab上的最大宽度为2d= r；（ii）设光线在距离o点 r的c点射入后，在上表面的入射角为，由几何关系和已知条件得：=60c光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最有由g点射出，如图：由反射定律和几何关系得：og=oc= r，射到g点的光有一部分被反射，沿原路返回到达c点射出答：（i）一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在ab上的最大宽度为 r；（ii）一细束光线在o点左侧与o相距 r处垂直于ab从下方入射，此光线从玻璃砖射出点的位置在o点左侧或者右侧 r处 【解析】【分析】由全反射定律求出临界角，然后由几何知识求出入射光束在ab上的最大宽度14.【答案】解：水平方向经平面镜反射后，从水中射向空气，当入射角恰好等于临界角时，正好发生全的反射现象， 有两种情况，如图所示，a图b图由临界角公式sinc= = ，解得：c=60；对于a图，由几何关系，则有：c+1=2=901解得：1=15对于b图，由几何关系，则有：4=2（903）而4+c=90解得：3=75因此欲使一细光束沿水平方向射向平面镜，经反射再在液面发生全反射，第一种情况要求平面镜与水平方向15；第二种情况要求平面镜与水平方向7590；答：欲使一细光束沿水平方向射向平面镜，经反射再在液面发生全反射，要求平面镜与水平方向成15或7590 【解析】【解答】解：水平方向经平面镜反射后，从水中射向空气，当入射角恰好等于临界角时，正好发生全的反射现象， 有两种情况，如图所示，a图b图【分析】依据折射率与临界角的公式，求得临界角，再根据折射定律与全反射的条件，即可求解四、综合题15.【答案】（1）光在棱镜中传播的速率 。（2）由折射率 得:ab面上的折射角 。由几何关系得:bc面上的入射角 全反射临界角 则光在bc面上发生全反射，光线垂直ac射出。光路如图所示【解析】【解答】（1)光在棱镜中传播的速率 。（2）由折射率 得:ab面上的折射角 。由几何关系得:bc面上的入射角 全反射临界角 则光在bc面上发生全反射，光线垂直ac射出。光路如图所示【分析】应用光的折