《全反射》同步练习3

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1、《全反射》同步练习(时间:60分钟)知识点基础中档稍难全反射及其应用1、2、5、63、4、7、98综合提升11、1210、13达标基训知识点 全反射及其应用1.关于光纤的说法,正确的是(  ).A.光纤是由高级金属制成的,所以它比普通电线容量大B.光纤是非常细的特制玻璃丝,但导电性能特别好,所以它比普通电线衰减小C.光纤是非常细的特制玻璃丝,由内芯和外套两层组成,光纤是利用全反射原理来实现光的传导的D.在实际应用中,光纤必须呈笔直状态,因为弯曲的光纤是不能传导光的解析 光导纤维的作用是传导光,它是直径为几微米到一百微米之间的特制玻璃丝,且

2、由内芯和外套两层组成,内芯的折射率比外套的大.载有声音、图象及各种数字信号的激光传播时,在内芯和外套的界面上发生全反射,光纤具有容量大、衰减小、抗干抗性强等特点.在实际应用中,光纤是可以弯曲的.所以,正确选项是C.答案 C2.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)(  ).解析 由题意知,光由光密介质射向光疏介质,由sinC==,得C=45°<θ1=60°,故在两介质的界面上会发生全反射,只有反射光线,没有折射光线,故选项D正确.答案 D3.如图13-2-12所示

3、,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AB、BC的中点,则(  ).图13-2-12A.该棱镜的折射率为B.光在F点发生全反射C.光从空气进入棱镜,波长变小D.从F点出射的光束与入射到E点的光束平行解析 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错误;由公式λ介=,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错误.答案 AC

4、图13-2-134.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13-2-13所示.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.其中能产生图13-2-13效果的是(  ).解析 四个选项产生光路效果如下图:由上图可知B项正确.答案 B5.光线由空气射入半圆形玻璃砖,或从玻璃砖射入空气的光路图如图13-2-14所示,正确的是(玻璃的折射率为1.5)(  ).图13-2-14A.图乙、丙、丁B.图甲、丁C.图乙、丙、甲D.图甲、丙解析 光线由空气进入玻璃砖中时,入射角大于

5、折射角,由玻璃砖射入空气时,入射角小于折射角.由临界角计算公式得C=arcsin=arcsin=41°49′,入射角50°大于临界角,将发生全反射,故正确答案是A.答案 A6.图13-2-14如图13-2-15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(  ).A.B.C.D.解析 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=.答案 A7.

6、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.解析 如右图所示,水面上景物发出的光线经水面折射后均在顶角为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,人看到的景物呈现在人眼上方以O点为圆心、r为半径的水面区域内,由图可知r=htanθ.答案 A8.图13-2-17如图13-2-17所示,空气中有一折射率为的玻璃柱体,其横截面是圆心

7、角为90°、半径为R的扇形OAB.一束平行光平行于横截面,以45°入射角照射到OA上,OB不透光.若只考虑首次入射到圆弧上的光,则上有光透出部分的弧长为(  ).A.πRB.πRC.πRD.πR解析 由sinC=可知光在玻璃柱中发生全反射的临界角C=45°.据折射定律可知所有光线从AO进入玻璃柱后的折射角均为30°.从O点入射后的折射光线将沿半径从C点射出.假设从E点入射的光线经折射后到达D点时刚好发生全反射,则∠ODE=45°.如图所示,由几何关系可知θ=45°,故弧长=πR,故B正确.答案 B9.图13-2-15一束单色光由左侧射入盛

8、有清水的薄壁圆柱形玻璃杯,如图13-2-15所示为过轴线的截面图,调整入射角α,光线恰好在水和空气的界面上发生全反射,已知水的折射率为,求sinα的值.解析 当光线在水面发生全反射时有sinC

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