高中物理 第十三章 光 2 全反射课后训练[新人教版]选修3-41

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1、全反射基础巩固1．某种介质对空气的折射率是，一束光从该介质射向空气，入射角是60°，则下列光路图中正确的是(图中Ⅰ为空气，Ⅱ为介质)(　　)甲2．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，其框外光线如图甲所示。方框内有两个折射率n＝1.5的玻璃全反射棱镜。图乙给出了两棱镜四种放置方式的示意图，其中能产生图甲效果的是(　　)乙3．光导纤维是利用光的全反射来传输光信号的。如图所示，一光导纤维内芯折射率为n1，外层折射率为n2，一束光信号与界面夹角为α由内芯射向外层，要在界面上发生全反射，必须满足的条件是(　　)A．n1＞n2，α小于某一值B．n1

2、＜n2，α大于某一值C．n1＞n2，α大于某一值D．n1＜n2，α小于某一值4．下列说法正确的是(　　)A．潜在水中的潜水员斜向上看岸边的物体时，看到的物体的像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，它是利用光的全反射原理来传播信息的C．玻璃杯裂缝处在光的照射下，看上去比周围明显亮，是由于光的全反射D．海市蜃楼产生的原因是由于海面上上层空气折射率比下层空气折射率大能力提升5．如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点。已知入射方向与边AB的夹角为θ＝30°，E、F分别为边BC的中点，则(　　)A．该棱镜的折射率

3、为B．光在F点发生全反射C．光从空气进入棱镜，光速变小4D．从F点出射的光束与入射到E点的光束平行6．如图，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，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射。该棱镜材料的折射率为________。(填入正确选项前的字母)A.B.C.D.7．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，然后垂直于PQ端面射出。(1)求该玻璃棒的折射率。(2)若将入射光向N端平移，当第一次射到弧

4、面EF上时____(选填“能”“不能”或“无法确定能否”)发生全反射。8．“光纤之父”华裔科学家高琨成功利用光束在长度超过100千米以上的玻璃纤维中传递信息，他的这项研究彻底改变了现代通信。如图所示，一根长为L的直光导纤维，它的折射率为n。光从它的一个端面射入，又从另一端面射出所需的最长时间为多少？(设光在真空中的光速为c)4参考答案1.答案：D　点拨：由题意知，光由光密介质射向了光疏介质，由sinC＝＝得C＝45°＜θ1＝60°，故此时光在两介质的界面处会发生全反射，只有反射光线，没有折射光线，故D选项正确。2.答案：B　点拨：四个选项产生光路效果如图所示：则

5、可知B项正确。3.答案：A　点拨：要使光信号在内芯与外层的界面上发生全反射，必须让内芯的折射率n1大于外层的折射率n2，同时入射角须大于或等于临界角，故α应小于某一值。4.答案：BC　点拨：由于光的折射，在水中的潜水员斜向上看岸边物体时，看到物体的像比物体实际位置高，A错误。光纤通信是利用光的全反射原理来传递信息的，B正确。玻璃杯裂缝处在光的照射下，看上去比周围明显亮是光在裂缝处发生全反射造成的，C正确，海市蜃楼产生的原因是由于海面上上层空气的折射率比下层空气折射率小，D错误。5.答案：AC　点拨：在E点作出法线可知入射角为60°，折射角为30°，折射率为，A正

6、确；由光路的可逆性可知，在BC边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，B错；由公式v＝，可知C正确；三棱镜两次折射使得光线都向底边偏折，不会与入射到E点的光束平行，故D错。6.答案：A　点拨：根据折射率定义有，sin∠1＝nsin∠2，nsin∠3＝1，已知∠1＝45°，又∠2＋∠3＝90°，解得：n＝。7.答案：(1)　(2)能　点拨：(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C＝45°①由折射定律得n＝②联立①②式解得n＝③(2)当入射光向N端移动时，光线在EF面上的入射角将增大，所以能发生全反射。48.答案：点拨：由题中的已

7、知条件可知，要使光线从光导纤维的一端射入，然后从它的另一端全部射出，必须使光线在光导纤维中发生全反射现象。要使光线在光导纤维中经历的时间最长，就必须使光线的路径最长，即光对光导纤维的入射角最小。光导纤维的临界角满足为sinC＝。光在光导纤维中传播的路程最长为d＝＝nL。光在光导纤维中传播的速度为v＝。所需最长时间为tmax＝。4