2019_2020学年高中物理第十三章光第2节全反射练习含解析新人教版选修3.doc

全反射 A组素养达标1(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光线从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射C光线从光疏介质射向光密介质时，不可能发生全反射D水或玻璃中的气泡看起来特别亮，是因为一部分光从水或玻璃射向气泡时，在界面发生了全反射解析：光从光密介质射向光疏介质时，当入射角增大到某一角度后，折射光线完全消失，只剩下反射光线的现象叫全反射，故A、B错误，C正确；光从水或玻璃射向气泡时，一部分光线在界面发生了全反射，即反射光增强，透射光减弱，就使气泡看起来特别亮，D正确答案：CD2(多选)已知水、水晶、玻璃和二硫化碳的折射率分别为1.33、1.55、1.60和1.63，如果光按以下几种方式传播，可能发生全反射的是() A从玻璃射入水晶B从水射入二硫化碳C从玻璃射入水中 D从水晶射入水解析：发生全反射的条件之一是光从光密介质射入光疏介质，光密介质折射率较大，故A、C、D正确答案：ACD3如图所示为光线由空气进入全反射玻璃棱镜、再由棱镜射入空气的光路图下列情况可以发生的是()解析：光线垂直等腰直角三角形的某直角边射入玻璃棱镜时，在斜边发生全反射，故A正确答案：A4夏天，海面上下层空气的温度比上层空气的温度低可以设想海面上的空气是由折射率不同的许多水平气层组成的景物发出的光线由于不断被折射，越来越偏离原来的方向，人们逆着光线看去就出现了蜃景，如图所示则下列说法正确的是()A蜃景是景物由于海平面对光的反射所成的像B海面上上层空气的折射率比下层空气的折射率大CA是蜃景，B是景物DB是蜃景，A是景物解析：当大气层比较平静时，空气的密度随温度的升高而减小，对光的折射率也随之减小，海面上空气的温度比空中低，空气的折射率下层比上层大；远处的景物发出的光线射向空中时，不断被折射，射向折射率较小的上一层的入射角越来越大，当光线的入射角大到临界角时，就会发生全反射现象，在地面附近的观察者就可以观察到由空中射来的光线形成的虚像，这就是海市蜃楼的景象，故选C.答案：C5(多选)一束光从空气射向折射率为n 的某种玻璃的表面，如图所示，i表示入射角，r表示折射角，则()A当i45时，会发生全反射现象B无论入射角i是多大，折射角r都不会超过45C欲使折射角r30，光线应以i45的角度入射D当tan i时，反射光线跟入射光线恰好互相垂直解析：光从空气(光疏介质)向玻璃(光密介质)中射入时，无论i多大，都不会发生全反射现象；当i90时，由n得sin r，即r45，当i变小时，r变小，即r45；当r30时，则sin insin r，所以i45；当tan i时，由n知，r90i，则此时反射光线与折射光线互相垂直答案：BC6如图所示，一束单色光沿半圆柱形玻璃砖的半径垂直ab面入射，有光线从ab面射出以O点为圆心，将玻璃砖缓慢转过角时，恰好没有光线从ab面射出，则该玻璃砖的折射率为()A.B.C. D.解析：玻璃砖转过角，法线也转过角则光线的入射角为，此时恰好发生全反射，因而临界角C.所以n.答案：B7一足够深的水池内盛有某种透明液体，液体的深度为H，在水池的底部中央放一点光源，其中一条光线以30入射角射到液体与空气的界面上，它的反射光线与折射光线的夹角为105，如图所示求：(1)这种液体的折射率；(2)液体表面亮斑的面积解析：(1)由于反射光线与折射光线的夹角为105，入射角i30，则折射角r45，n.(2)设亮斑的半径为R，sin C，C45.所以亮斑的半径RH，亮斑面积SR2H2.答案：(1)(2)H28如图所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB为直径来自B点的光线BM在M点射出出射光线平行于AB，另一光线BN恰好在N点发生全反射已知ABM30，求：(1)玻璃的折射率；(2)球心O到BN的距离解析：(1)设光线BM在M点的入射角为i，折射角为r，由几何知识知，i30，r60，根据折射定律得n.(2)光线BN恰好在N点发生全反射，则BNO为临界角C，则sinBNO，设球心到BN的距离为d，由几何知识可知dRsinBNOR.答案：(1)(2) RB组素养提升9如图所示，一个三棱镜的截面为等腰直角ABC，A为直角此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入三棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射该三棱镜材料的折射率为()A.B.C. D.解析：设三棱镜的折射率为n，光路图如图所示，由折射定律得n又n，145，2C90联立以上各式解得n，A对答案：A10(多选)如图所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r，外圆半径为R，Rr.现有一束单色光垂直于水平端面A射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面B射出设透明柱体的折射率为n，光在透明柱体内传播的时间为t，若真空中的光速为c，则()An可能为 Bn可能为2Ct可能为 Dt可能为解析：只经过两次全反射可知第一次入射角为45，反射光路图如图所示根据全反射可知临界角C45，再根据n可知n；光在透明柱体中运动路程为L4r，运动时间为t，则t，C、D错误，A、B正确答案：AB11用某种透明材料制成的一块柱体形棱镜的水平截面图如图所示，圆心为O，FD为圆周光线以入射角160射到棱镜AB面，经折射后，光线到达BF面上的O点并恰好不从BF面射出(1)画出光路图；(2)求该棱镜的折射率n和光线在棱镜中传播的速度大小v(光在真空中的传播速度c3.0108 m/s)解析：(1)光路图如图所示(2)设光线在AB面的折射角为2，折射光线与OD的夹角为C，则n由题意可知，光线在BF面恰好发生全反射，则sin C由图可知，2C90联立以上各式解得n1.3又n，可解得v2.3108 m/s.答案：(1)图见解析(2)1.32.3108 m/s(或108 m/s)C组学霸冲刺12如图，一棱镜的截面为直角三角形ABC，A30，斜边ABa.棱镜材料的折射率为n.在此截面所在的平面内，一条光线以45的入射角从AC边的中点M射入棱镜画出光路图，并求光线从棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原路返回的情况)解析：设入射角为1，折射角为2，由折射定律得n由已知条件及式得230如果入射光线在法线的右侧，光路图如图甲所示设出射点为F，由几何关系可得AFa即出射点在AB边上离A点a的位置如果入射光线在法线的左侧，光路图如图乙所示设折射光