高中物理 第十三章 光 2 全反射課后訓(xùn)練[新人教版]選修3-41

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1、全反射基礎(chǔ)鞏固1．某種介質(zhì)對空氣的折射率是，一束光從該介質(zhì)射向空氣，入射角是60°，則下列光路圖中正確的是(圖中Ⅰ為空氣，Ⅱ為介質(zhì))(　　)甲2．空氣中兩條光線a和b從方框左側(cè)入射，分別從方框下方和上方射出，其框外光線如圖甲所示。方框內(nèi)有兩個折射率n＝1.5的玻璃全反射棱鏡。圖乙給出了兩棱鏡四種放置方式的示意圖，其中能產(chǎn)生圖甲效果的是(　　)乙3．光導(dǎo)纖維是利用光的全反射來傳輸光信號的。如圖所示，一光導(dǎo)纖維內(nèi)芯折射率為n1，外層折射率為n2，一束光信號與界面夾角為α由內(nèi)芯射向外層，要在界面上發(fā)生全反射，必須滿足的條件是(　　)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．下列說法正確的是(　　)A．潛在水中的潛水員斜向上看岸邊的物體時，看到的物體的像將比物體所處的實際位置低B．光纖通信是一種現(xiàn)代通信手段，它是利用光的全反射原理來傳播信息的C．玻璃杯裂縫處在光的照射下，看上去比周圍明顯亮，是由于光的全反射D．海市蜃樓產(chǎn)生的原因是由于海面上上層空氣折射率比下層空氣折射率大能力提升5．如圖所示，有一束平行于等邊三棱鏡截面ABC的單色光從空氣射向E點(diǎn)，并偏折到F點(diǎn)。已知入射方向與邊AB的夾角為θ＝30°，E、F分別為邊BC的中點(diǎn)，則(　　)A．該棱鏡的折射率

3、為B．光在F點(diǎn)發(fā)生全反射C．光從空氣進(jìn)入棱鏡，光速變小4D．從F點(diǎn)出射的光束與入射到E點(diǎn)的光束平行6．如圖，一個三棱鏡的截面為等腰直角△ABC，∠A為直角。此截面所在平面內(nèi)的光線沿平行于BC邊的方向射到AB邊，進(jìn)入棱鏡后直接射到AC邊上，并剛好能發(fā)生全反射。該棱鏡材料的折射率為________。(填入正確選項前的字母)A.B.C.D.7．如圖所示，一段橫截面為正方形的玻璃棒，中間部分彎成四分之一圓弧形狀，一細(xì)束單色光由MN端面的中點(diǎn)垂直射入，恰好能在弧面EF上發(fā)生全反射，然后垂直于PQ端面射出。(1)求該玻璃棒的折射率。(2)若將入射光向N端平移，當(dāng)?shù)谝淮紊涞交?/p>

4、面EF上時____(選填“能”“不能”或“無法確定能否”)發(fā)生全反射。8．“光纖之父”華裔科學(xué)家高琨成功利用光束在長度超過100千米以上的玻璃纖維中傳遞信息，他的這項研究徹底改變了現(xiàn)代通信。如圖所示，一根長為L的直光導(dǎo)纖維，它的折射率為n。光從它的一個端面射入，又從另一端面射出所需的最長時間為多少？(設(shè)光在真空中的光速為c)4參考答案1.答案：D　點(diǎn)撥：由題意知，光由光密介質(zhì)射向了光疏介質(zhì)，由sinC＝＝得C＝45°＜θ1＝60°，故此時光在兩介質(zhì)的界面處會發(fā)生全反射，只有反射光線，沒有折射光線，故D選項正確。2.答案：B　點(diǎn)撥：四個選項產(chǎn)生光路效果如圖所示：則

5、可知B項正確。3.答案：A　點(diǎn)撥：要使光信號在內(nèi)芯與外層的界面上發(fā)生全反射，必須讓內(nèi)芯的折射率n1大于外層的折射率n2，同時入射角須大于或等于臨界角，故α應(yīng)小于某一值。4.答案：BC　點(diǎn)撥：由于光的折射，在水中的潛水員斜向上看岸邊物體時，看到物體的像比物體實際位置高，A錯誤。光纖通信是利用光的全反射原理來傳遞信息的，B正確。玻璃杯裂縫處在光的照射下，看上去比周圍明顯亮是光在裂縫處發(fā)生全反射造成的，C正確，海市蜃樓產(chǎn)生的原因是由于海面上上層空氣的折射率比下層空氣折射率小，D錯誤。5.答案：AC　點(diǎn)撥：在E點(diǎn)作出法線可知入射角為60°，折射角為30°，折射率為，A正

6、確；由光路的可逆性可知，在BC邊上的入射角小于臨界角，不會發(fā)生全反射，B錯；由公式v＝，可知C正確；三棱鏡兩次折射使得光線都向底邊偏折，不會與入射到E點(diǎn)的光束平行，故D錯。6.答案：A　點(diǎn)撥：根據(jù)折射率定義有，sin∠1＝nsin∠2，nsin∠3＝1，已知∠1＝45°，又∠2＋∠3＝90°，解得：n＝。7.答案：(1)　(2)能　點(diǎn)撥：(1)如圖所示，單色光照射到EF弧面上時恰好發(fā)生全反射，由全反射的條件可知C＝45°①由折射定律得n＝②聯(lián)立①②式解得n＝③(2)當(dāng)入射光向N端移動時，光線在EF面上的入射角將增大，所以能發(fā)生全反射。48.答案：點(diǎn)撥：由題中的已

7、知條件可知，要使光線從光導(dǎo)纖維的一端射入，然后從它的另一端全部射出，必須使光線在光導(dǎo)纖維中發(fā)生全反射現(xiàn)象。要使光線在光導(dǎo)纖維中經(jīng)歷的時間最長，就必須使光線的路徑最長，即光對光導(dǎo)纖維的入射角最小。光導(dǎo)纖維的臨界角滿足為sinC＝。光在光導(dǎo)纖維中傳播的路程最長為d＝＝nL。光在光導(dǎo)纖維中傳播的速度為v＝。所需最長時間為tmax＝。4