2017高中物理 第十三章 光 2 全反射課時(shí)訓(xùn)練 新人教版選修3-4

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1、全反射題組一　光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)1.(多選)下列說(shuō)法正確的是(　　)　　　　　　　　　　　　　A.因?yàn)樗拿芏却笥诰凭拿芏?所以水是光密介質(zhì)B.因?yàn)樗恼凵渎市∮诰凭恼凵渎?所以水對(duì)酒精來(lái)說(shuō)是光疏介質(zhì)C.同一束光,在光密介質(zhì)中的傳播速度較大D.同一束光,在光密介質(zhì)中的傳播速度較小解析:因?yàn)樗恼凵渎蕿?.33,酒精的折射率為1.36,所以水對(duì)酒精來(lái)說(shuō)是光疏介質(zhì);由v=可知,光在光密介質(zhì)中的速度較小。答案:BD2.關(guān)于全反射,下列所述中正確的是(　　)A.發(fā)生全反射時(shí)仍有折射光線,只是折射光線非常弱,因此可認(rèn)為不存在折射光線,而只有反射光線B.光從光密介質(zhì)射向光

2、疏介質(zhì)時(shí)有可能不發(fā)生全反射現(xiàn)象C.光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)一定產(chǎn)生全反射現(xiàn)象D.光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時(shí)有可能發(fā)生全反射現(xiàn)象解析:發(fā)生全反射現(xiàn)象必須同時(shí)滿足兩個(gè)條件:一是光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì);二是入射角大于或等于臨界角。兩個(gè)條件缺一不可。故正確答案為B。答案:B題組二　全反射3.(多選)如圖所示,ABCD是兩面平行的透明玻璃磚,AB面和CD面平行,它們分別是玻璃和空氣的界面,設(shè)為界面Ⅰ和界面Ⅱ,光線從界面Ⅰ射入玻璃磚,再?gòu)慕缑姊蛏涑?回到空氣中,如果改變光到達(dá)界面Ⅰ時(shí)的入射角,則(　　)A.只要入射角足夠大,光線在界面Ⅰ上可能發(fā)生全反射現(xiàn)象B.只要入射角足

3、夠大,光線在界面Ⅱ上可能發(fā)生全反射現(xiàn)象C.不管入射角多大,光線在界面Ⅰ上都不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象D.不管入射角多大,光線在界面Ⅱ上都不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象解析:在界面Ⅰ光由空氣進(jìn)入玻璃磚,是由光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì),不管入射角多大,都不能發(fā)生全反射現(xiàn)象,則選項(xiàng)C正確;在界面Ⅱ光由玻璃進(jìn)入空氣,是由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì),但是,由于界面Ⅰ和界面Ⅱ平行,光由界面Ⅰ進(jìn)入玻璃后再達(dá)到界面Ⅱ,在界面Ⅱ上的入射角等于在界面Ⅰ上的折射角,因此入射角總是小于臨界角,也不會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象,選項(xiàng)D正確。答案:CD4.如圖所示,光線由空氣射入半圓形玻璃磚,或由玻璃磚射入空氣的光路圖中,正確的是

4、(玻璃的折射率為1.5)(　　)A.圖乙、丁B.圖甲、丁C.圖乙、丙D.圖甲、丙解析:光線由空氣進(jìn)入玻璃磚中時(shí),入射角大于折射角,由玻璃磚射入空氣時(shí),入射角小于折射角,由臨界角計(jì)算公式得C=arcsin=arcsin=41°49',入射角50°大于臨界角,將發(fā)生全反射。答案:A題組三　全反射的應(yīng)用5.在桌面上有一倒立的玻璃圓錐,其頂點(diǎn)恰好與桌面接觸,圓錐的軸(圖中虛線)與桌面垂直,過(guò)軸線的截面為等邊三角形,如圖所示。有一半徑為r的圓柱形平行光束垂直入射到圓錐的底面上,光束的中心軸與圓錐的軸重合。已知玻璃的折射率為1.5,則光束在桌面上形成的光斑半徑為(　　)A.r

5、B.1.5rC.2rD.2.5r解析:如圖所示,光線射到A或B時(shí),入射角為60°,大于臨界角(C=arcsin=42°),發(fā)生全反射,由幾何關(guān)系可知第二次到達(dá)界面的時(shí)候與界面垂直;同理,在AB之間射入的光線都發(fā)生全反射。O點(diǎn)為△ABC的重心,設(shè)FC=x,則由幾何關(guān)系得,解得光斑半徑x=2r。故選項(xiàng)C正確。答案:C6.右圖為單反照相機(jī)取景器的示意圖,ABCDE為五棱鏡的一個(gè)截面,AB⊥BC。光線垂直AB射入,分別在CD和EA上發(fā)生反射,且兩次反射的入射角相等,最后光線垂直BC射出。若兩次反射都為全反射,則該五棱鏡折射率的最小值是多少?(計(jì)算結(jié)果可用三角函數(shù)表示)解析

6、:首先畫出光路圖,如圖所示。設(shè)光線射向CD面上時(shí)入射角為θ1,根據(jù)兩次反射的入射角相等,結(jié)合光路圖可得θ1=θ2=θ3=θ4=22.5°,又玻璃的折射率n=,當(dāng)臨界角C=θ1=22.5°時(shí),折射率最小,故五棱鏡折射率的最小值為n=。答案:(建議用時(shí):30分鐘)1.如下各圖畫的是光由空氣進(jìn)入全反射(等腰直角)玻璃棱鏡,再由棱鏡射入空氣中的光路圖。其中正確的光路圖是(　　)解析:光由空氣進(jìn)入玻璃,入射角為0°時(shí),折射光線不改變方向,光由玻璃射向棱鏡的斜邊玻璃與空氣界面時(shí),發(fā)生全反射現(xiàn)象,光線在直角邊射出時(shí)不改變方向。答案:A2.如圖,一個(gè)三棱鏡的截面為等腰直角△ABC

7、,∠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。則該棱鏡材料的折射率為(　　)　　　　　　　　　　　　　　A.B.C.D.解析:如圖所示,根據(jù)折射率定義有,sin∠1=nsin∠2,nsin∠3=1,已知∠1=45°,∠2+∠3=90°,解得n=。答案:A3.(多選)已知介質(zhì)對(duì)某單色光的臨界角為C,則(　　)A.該介質(zhì)對(duì)這種單色光的折射率等于B.此單色光在該介質(zhì)中的傳播速度等于c·sinC(c是光在真空中的傳播速度)C.此單色光在該介質(zhì)中的傳播波長(zhǎng)與在真空中波長(zhǎng)的比值為sinCD.此單色光在該介質(zhì)

8、中的頻率是