2017-2018学年高中物理人教版选修3-4课时跟踪检测:(十二) 全反射含解析

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1、课时跟踪检测(十二)全反射1.光从介质1通过两种介质的交界面进入介质2的光路如图1所示。下列论述:①光在介质1中的传播速度较大;②光在介质2中的传播速度较大;③光从介质1射向两种介质的交界面时,可能发生全反射现象;④光从介质2射向两种介质的交界面时,可能发生全反射现象。其中正确的是(  )图1A.只有①③正确    B.只有①④正确C.只有②③正确D.只有②④正确解析:选B 光从介质1进入介质2的光路如题图,入射角大于折射角,即从光疏介质入射到光密介质,所以光线在介质1中传播速度较大,①对②错。光线从光密介质到光疏介质可能发生全反射即从介质2到

2、介质1,③错④对,故选项B对。2.一束光从某介质进入真空,方向如图2所示,则下列判断中正确的是(  )图2A.该介质的折射率是B.该介质的折射率是C.该介质相对真空发生全反射的临界角是45°D.光线按如图所示的方向入射,无论怎样改变入射方向,都不可能发生全反射现象解析:选B 由题意知,入射角α=30°,折射角β=60°,由折射定律可得:n===,A项错误,B项正确;发生全反射的临界角为C,sinC=,sin45°=,<,C<45°,C项错误;光线按如图所示的方向入射,当入射角大于等于临界角时,就会发生全反射现象,D项错误。53.自行车的尾灯采用

3、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。尾灯的构造如图3所示,下面说法正确的是(  )图3A.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解析:选C 由全反射棱镜对光路的控制原理可知,选项C正确。4.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4所示。

4、方框内有两个折射率n=1.5的玻璃全反射棱镜。下图给出了两棱镜四种放置方式的示意图,其中能产生如图效果的是(  )图4解析:选B 四个选项产生光路效果如图所示。则可知B项正确。5.(多选)如图5所示,一束平行光从真空射向一块半圆形的玻璃砖,下列说法正确的是(  )5图5A.只有圆心两侧一定范围内的光线不能通过玻璃砖B.只有圆心两侧一定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玻璃砖不发生偏折D.圆心两侧一定范围外的光线将在曲面发生全反射解析:选BCD 垂直射向界面的光线不偏折,因而光束沿直线平行射到半圆面上。其中通过圆心的光线将沿直

5、线穿过不发生偏折,入射角为零。由中心向外的光线,在半圆面上进入真空时的入射角逐渐增大并趋近90°角,折射角一定大于入射角,所以一定会发生全反射。6.(多选)一束光穿过介质1、2、3时,光路如图6所示,则(  )图6A.介质2的折射率最大B.光线在介质2中的波长最长C.光在介质3中的速度最大D.入射光线到达介质2和介质3的界面时,一定也发生反射解析:选BD 由光线经过介质时的入射角和折射角之间的大小关系可知n3>n1>n2,故选项A错误;由v=可知在介质2中传播的速度最大,故选项C错误;光在不同介质内传播时的频率不变,根据v=fλ可知传播速度越大

6、,波长越长,故选项B正确;光由介质2进入介质3时,发生折射,也发生反射,故选项D正确。7.如图7所示,一根长为l=5.0m的光导纤维用折射率n=的材料制成。一束激光由其左端的中心点以45°的入射角射入光导纤维内,经过一系列全反射后从右端射出来,求:图75(1)该激光在光导纤维中的速度v是多大。(2)该激光在光导纤维中传输所经历的时间是多少。解析:(1)由n=可得v=2.1×108m/s。(2)由n=可得光线从左端面射入后的折射角为30°,射到侧面时的入射角为60°,大于临界角45°,因此发生全反射。同理光线每次在侧面都将发生全反射,直到光线到达

7、右端面。由几何关系可以求出光线在光导纤维中通过的总路程s=,因此该激光在光导纤维中传输所经历的时间t==2.7×10-8s。答案:(1)2.1×108m/s (2)2.7×10-8s8.一半径为R的半圆柱形玻璃砖,横截面如图8所示。已知玻璃的全反射临界角γ(γ<)。与玻璃砖的底平面成(-γ)角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上。经柱面折射后,有部分光(包括与柱面相切的入射光)能直接从玻璃砖底面射出。若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光,求底面透光部分的宽度。图8解析:在半圆柱形玻璃砖横截面内,考虑沿半径方向射到圆心O的光线1(

8、如图),它在圆心处的入射角为θ1,满足θ1=γ①恰好等于全反射临界角,发生全反射,在光线1左侧的光线(例如光线2)经过柱面折射后,射在玻璃砖底面上的入

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