2017-2018学年高中物理 第十三章 光 第2节 全反射课下作业 新人教版选修3-4

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1、第2节全反射1．光从介质a射向介质b，如果要在a、b介质的分界面上发生全反射，那么必须满足的条件是(　　)A．光在介质a中的速度必须大于介质b中的速度B．a是光密介质，b是光疏介质C．光的入射角必须大于或等于临界角D．必须是单色光解析：由v＝，折射率大的，在介质中的传播速度小，根据全反射的条件，则a是光密介质、折射率大，光在介质a中的传播速度小。故B、C正确。答案：BC2.如图1所示，MM′是两种介质的界面，A是入射光线，B是反射光线，C是折射光线，O是入射光线的入射点，NN′是法线，θ1是入射角，θ2是折射角，且θ1>θ2。则下列判断正确的是(

2、　　)A．θ1逐渐增大时θ2也逐渐增大，有可能发生全反射现象B．θ1逐渐减小时θ2也逐渐减小，有可能发生全反射现象图1C．θ1逐渐增大时θ2将逐渐减小，有可能发生全反射现象D．θ1逐渐增大时θ2也逐渐增大，但不可能发生全反射现象解析：由n＝可知，θ1逐渐增大时，θ2也逐渐增大，但因θ1>θ2，MM′上方为光疏介质，故θ1再大，也不能发生全反射现象，D正确。答案：D3．如图2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

3、(　　)图2A.　　　　　　　　　B.C.D.解析：作出几何光路图，如图所示。由折射规律可得＝n，若光线在AC边上的D点发生全反射，则sinβ＝，由几何关系又有r＝90°－β，结合以上三式可得n2＝，即n＝，正确答案为A。答案：A4.(2011·福建高考)如图3，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点发生反射和折射，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(　　)图3A

4、．减弱，紫光B．减弱，红光C．增强，紫光D．增强，红光解析：入射点由A向B缓慢移动的过程中，同一介质对各色光的折射率不同，各色光对应的全反射的临界角也不同。七色光中紫光的折射率最大，由sinC＝可知紫光的临界角最小，所以最先发生全反射的是紫光，折射光减弱，则反射光增强，故C正确。答案：C5.光导纤维是利用光的全反射来传输光信号的。如图4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α由内芯射向外层，要在界面发生全反射，必须满足的条件是(　　)图4A．n1＞n2，α小于某一值B．n1＜n2，α大于某一值C．n1＞n2，α大

5、于某一值D．n1＜n2，α小于某一值解析：要使光信号在内芯与外层的界面上发生全反射，必须让内芯折射率n1大于外层折射率n2，同时入射角须大于某一值，故α应小于某一值，故A正确。答案：A6.如图5所示，一条光线从空气中垂直射到棱镜界面BC上，棱镜的折射率为，则这条光线离开棱镜时与界面的夹角为________。图5解析：因为棱镜的折射率为，所以临界角C应满足sinC＝，所以C＝45°。作光路图如图所示。因光线从空气中射到BC界面时入射角为零度，故进入BC面时不发生偏折，到AB面时由几何关系知入射角i＝60°＞C，故在AB面上发生全反射，反射光线射到A

6、C面时，可知入射角α＝30°＜C，所以在AC面上既有反射光线又有折射光线。由n＝得sinγ＝，γ＝45°，所以该折射光线与棱镜AC面夹角为45°；又因从AC面反射的光线第二次射到AB面上时，由几何关系知其入射角为0°，所以从AB面上折射出的光线与AB界面夹角为90°。答案：45°和90°7.如图6所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB＝60°。一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质，经OA折射的光线恰平行于OB。(1)求介质的折射率。(2)折射光线中恰好射到M点的光线________图6(填“能”或“不能”)发生全反射。解析

7、：(1)由题意画出光路图如图所示，可得入射角i＝60°，折射角r＝30°，由折射定律可得此介质的折射率为n＝＝＝(2)由题意画出恰好经过M点的折射光线如图所示，可得出此时射向M点的入射角为180°－30°－90°－30°＝30°。全反射的临界角sinC＝＝>sin30°＝，故不能发生全反射。答案：(1)　(2)不能8．半径为R的透明圆柱体固定于地面上，透明体对红光的折射率为n＝2，如图7所示。今让一束平行于地面的红光射向圆柱体左侧，经折射红光照射到右侧地面上。则圆柱体右侧地面上的黑暗部分长度为________。图7解析：光线从圆柱体射出的临界角满

8、足sinC＝＝，所以C＝30°地面上黑暗部分如图中阴影所示，其长度为l＝－R＝R。答案：R9．(2012·山东高考)如图8所示，一玻璃球