高中物理 第十三章 光 2 全反射成长训练 新人教版选修3-4

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1、2全反射主动成长夯基达标1.在空气与水的交界面处发生全反射的条件是（）A.由空气射入水中，入射角足够大B.由空气射入水中，入射角足够小C.由水中射入空气，入射角足够大D.由水中射入空气，入射角足够小思路解析：光照射到两种介质界面上时，光线全部被反射回原介质的现象称为全反射现象.发生全反射的条件为：（1）光线从光密介质射向光疏介质；（2）入射角大于或等于临界角.光线从某种介质射向真空时的临界角为：.答案：C2.两种介质交界面上发生全反射时（）A.光线一定在光密介质中B.入射角一定不小于临界角C.界面相当于一个镜面D.有一部分光线进入另一种介质中思路解析：根据折射定律，光由光疏

2、介质射入光密介质时，折射角小于入射角；光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角.答案：ABC3.光导纤维在信息传递方面有很多应用，利用光导纤维进行通信所依据的原理是（）A.光的折射B.光的全反射C.光的干涉D.光的色散思路解析：光导纤维，简称化纤，是利用全反射的原理来传播光信号的，通常光纤是由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套大，光传播过程中是在内芯和外套的界面上发生全反射.答案：B4.潜水员在水深为h的地方向水面观望时，发现整个天空及远处地面的景物均呈现在水面处的圆形区域内，已知水的临界角为θ,则所观察到的圆形半径为（）A.htanθB.hsinθC.D.思路解析

3、：如图30所示，水面上景物发出的光线经水面折射后均在倾角为2θ的圆锥里，人的眼睛处在圆锥的顶点处，而最远处的景物进入眼睛的光线几乎是紧贴水面，其入射角接近90°，折射角为θ，因此，人看到水面上的景物呈现在水面以r为半径、人眼上方的水面上的O点为圆心的区域内.图30由图可知r=htanθ.答案：A5.第4题中若已知水的折射率等于n，则此圆形区域半径的表达式为___________.思路解析：因为所以cosθ=则tanθ=即.答案：6.如图13-7-3所示，一束平行光从真空射向一块半圆形的玻璃砖，正确的是（）图13-7-3A.只有圆心两侧范围内的光线不能通过玻璃砖B.只有圆心两

4、侧范围内的光线能通过玻璃砖C.通过圆心的光线将直线穿出不发生偏折D.圆心两侧范围外的光线将在曲面上发生全反射思路解析：光线无偏折从直径边进入玻璃砖内后射向圆弧界面，这时，光有可能在圆弧界面上发生全反射（因为从光密介质射向光疏介质）.由几何知识知：这些光在圆弧界面上各处的入射角i是不同的.设某光线距圆心O的距离为x，则.当光线过圆心时的入射角i=0，故不发生偏折而直线穿过，C选项正确.当入射角i等于临界角C时，有，所以处的光线的入射角恰等于临界角.由几何知识知，x越大，光线的入射角i越大，故外的光线将在曲面发生全反射，内的光线不发生全反射能通过曲面，因此，B、D选项正确.答案

5、：BCD7.如图13-7-4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，这条光线离开棱镜时与界面的夹角为（）图13-7-4A.30°B.45°C.60°D.90°思路解析：因为棱镜的折射率为，所以临界角C应满足,所以C=45°，作光路图如图31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，反射线射到AC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.由得,r=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

6、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°.图31综上所述，选项B、D正确.答案：BD8.如图13-7-5所示，一束单色光对称地通过等边玻璃三棱镜，则玻璃棱镜的折射率为___________，出射光线的偏角S=___________.图13-7-5思路解析：（1）由光线传播的对称性可知：光线进入棱镜前入射角i=60°，折射角r=30°，则玻璃折射率;(2)由偏角定义知：出射光线与入射光线的夹角δ为偏角，如图32所示，由对称性不难证明δ=60°.图32答案：60°9.如图13-7-6所示，直角三棱镜ABC，∠A=90°，∠B=3

7、0°，∠C=60°，棱镜材料的折射率为n,入射光沿平行于底面BC的方向射向AB面，经AB面和AC面折射后射出.为使该入射光线能从AC面射出，折射率n的取值范围如何？图13-7-6解：此入射光线在AB面发生折射，入射角i=60°，折射角为r，射到AC面时的入射角为θ，若光线能从AC面射出，应满足θ角小于临界角.即而θ=90°-r,解得答案：10.如图13-7-7所示，AOB是由某种透明物质组成的圆柱体横截面（O为圆心），折射率为.今有一束平行光以45°的入射角射向柱体的OA平面，设照射到OB面的光线全部被吸收，也不考