2019-2020年高中物理第十三章光2全反射成长训练新人教版选修

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1、2019-2020年高中物理第十三章光2全反射成长训练新人教版选修夯基达标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

2、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,

3、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: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

4、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.

5、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: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

6、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

7、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=30°,∠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

8、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

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