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2019-2020年高中物理第十三章光第2节全反射课下作业新人教版选修1.光从介质a射向介质b,如果要在a、b介质的分界面上发生全反射,那么必须满足的条件是 A.光在介质a中的速度必须大于介质b中的速度B.a是光密介质,b是光疏介质C.光的入射角必须大于或等于临界角D.必须是单色光解析由v=,折射率大的,在介质中的传播速度小,根据全反射的条件,则a是光密介质、折射率大,光在介质a中的传播速度小故B、C正确答案BC
2.如图1所示,MM′是两种介质的界面,A是入射光线,B是反射光线,C是折射光线,O是入射光线的入射点,NN′是法线,θ1是入射角,θ2是折射角,且θ1θ2则下列判断正确的是 A.θ1逐渐增大时θ2也逐渐增大,有可能发生全反射现象B.θ1逐渐减小时θ2也逐渐减小,有可能发生全反射现象图1C.θ1逐渐增大时θ2将逐渐减小,有可能发生全反射现象D.θ1逐渐增大时θ2也逐渐增大,但不可能发生全反射现象解析由n=可知,θ1逐渐增大时,θ2也逐渐增大,但因θ1θ2,MM′上方为光疏介质,故θ1再大,也不能发生全反射现象,D正确答案D3.如图2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 图2A. B.C.D.解析作出几何光路图,如图所示由折射规律可得=n,若光线在AC边上的D点发生全反射,则sinβ=,由几何关系又有r=90°-β,结合以上三式可得n2=,即n=,正确答案为A答案A
4.xx·福建高考如图3,半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖,在O点发生反射和折射,折射光在光屏上呈现七色光带若入射点由A向B缓慢移动,并保持白光沿半径方向入射到O点,观察到各色光在光屏上陆续消失在光带未完全消失之前,反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是 图3A.减弱,紫光B.减弱,红光C.增强,紫光D.增强,红光解析入射点由A向B缓慢移动的过程中,同一介质对各色光的折射率不同,各色光对应的全反射的临界角也不同七色光中紫光的折射率最大,由sinC=可知紫光的临界角最小,所以最先发生全反射的是紫光,折射光减弱,则反射光增强,故C正确答案C
5.光导纤维是利用光的全反射来传输光信号的如图4所示,一光导纤维内芯折射率为n1,外层折射率为n2,一束光信号与界面夹角α由内芯射向外层,要在界面发生全反射,必须满足的条件是 图4A.n1>n2,α小于某一值B.n1<n2,α大于某一值C.n1>n2,α大于某一值D.n1<n2,α小于某一值解析要使光信号在内芯与外层的界面上发生全反射,必须让内芯折射率n1大于外层折射率n2,同时入射角须大于某一值,故α应小于某一值,故A正确答案A
6.如图5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,则这条光线离开棱镜时与界面的夹角为________图5解析因为棱镜的折射率为,所以临界角C应满足sinC=,所以C=45°作光路图如图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,反射光线射到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n=得sinγ=,γ=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°答案45°和90°
7.如图6所示,扇形AOB为透明柱状介质的横截面,圆心角∠AOB=60°一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质,经OA折射的光线恰平行于OB1求介质的折射率2折射光线中恰好射到M点的光线________图6填“能”或“不能”发生全反射解析1由题意画出光路图如图所示,可得入射角i=60°,折射角r=30°,由折射定律可得此介质的折射率为n===2由题意画出恰好经过M点的折射光线如图所示,可得出此时射向M点的入射角为180°-30°-90°-30°=30°全反射的临界角sinC==sin30°=,故不能发生全反射答案1 2不能8.半径为R的透明圆柱体固定于地面上,透明体对红光的折射率为n=2,如图7所示今让一束平行于地面的红光射向圆柱体左侧,经折射红光照射到右侧地面上则圆柱体右侧地面上的黑暗部分长度为________图7解析光线从圆柱体射出的临界角满足sinC==,所以C=30°地面上黑暗部分如图中阴影所示,其长度为l=-R=R答案R9.xx·山东高考如图8所示,一玻璃球体的半径为R,O为球心,AB为直径来自B点的光线BM在M点射出,出射光线平行于AB,另一光线BN恰好在N点发生全反射已知∠ABM=30°,求图81玻璃的折射率2球心O到BN的距离解析1设光线BM在M点的入射角为i,折射角为r,由几何知识可知,i=30°,r=60°,根据折射定律得n=
①代入数据得n=
②2光线BN恰好在N点发生全反射,则∠BNO为临界角CsinC=
③设球心到BN的距离为d,由几何知识可知d=RsinC
④联立
②③④式得d=R答案1 2R。