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2019-2020年高中物理课时跟踪检测十二全反射新人教版选修
1.光从介质1通过两种介质的交界面进入介质2的光路如图1所示下列论述
①光在介质1中的传播速度较大;
②光在介质2中的传播速度较大;
③光从介质1射向两种介质的交界面时,可能发生全反射现象;
④光从介质2射向两种介质的交界面时,可能发生全反射现象其中正确的是 图1A.只有
①③正确 B.只有
①④正确C.只有
②③正确D.只有
②④正确解析选B 光从介质1进入介质2的光路如题图,入射角大于折射角,即从光疏介质入射到光密介质,所以光线在介质1中传播速度较大,
①对
②错光线从光密介质到光疏介质可能发生全反射即从介质2到介质1,
③错
④对,故选项B对
2.一束光从某介质进入真空,方向如图2所示,则下列判断中正确的是 图2A.该介质的折射率是B.该介质的折射率是C.该介质相对真空发生全反射的临界角是45°D.光线按如图所示的方向入射,无论怎样改变入射方向,都不可能发生全反射现象解析选B 由题意知,入射角α=30°,折射角β=60°,由折射定律可得n===,A项错误,B项正确;发生全反射的临界角为C,sinC=,sin45°=,<,C<45°,C项错误;光线按如图所示的方向入射,当入射角大于等于临界角时,就会发生全反射现象,D项错误
3.自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理,它虽然本身不发光,但在夜间骑行时,从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后,会有较强的光被反射回去,使汽车司机注意到前面有自行车尾灯的构造如图3所示,下面说法正确的是 图3A.汽车灯光应从左面射过来,在尾灯的左表面发生全反射B.汽车灯光应从左面射过来,在尾灯的右表面发生全反射C.汽车灯光应从右面射过来,在尾灯的左表面发生全反射D.汽车灯光应从右面射过来,在尾灯的右表面发生全反射解析选C 由全反射棱镜对光路的控制原理可知,选项C正确
4.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4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,其中能产生如图效果的是 图4解析选B 四个选项产生光路效果如图所示则可知B项正确
5.多选如图5所示,一束平行光从真空射向一块半圆形的玻璃砖,下列说法正确的是 图5A.只有圆心两侧一定范围内的光线不能通过玻璃砖B.只有圆心两侧一定范围内的光线能通过玻璃砖C.通过圆心的光线将沿直线穿过玻璃砖不发生偏折D.圆心两侧一定范围外的光线将在曲面发生全反射解析选BCD 垂直射向界面的光线不偏折,因而光束沿直线平行射到半圆面上其中通过圆心的光线将沿直线穿过不发生偏折,入射角为零由中心向外的光线,在半圆面上进入真空时的入射角逐渐增大并趋近90°角,折射角一定大于入射角,所以一定会发生全反射6.多选一束光穿过介质
1、
2、3时,光路如图6所示,则 图6A.介质2的折射率最大B.光线在介质2中的波长最长C.光在介质3中的速度最大D.入射光线到达介质2和介质3的界面时,一定也发生反射解析选BD 由光线经过介质时的入射角和折射角之间的大小关系可知n3>n1>n2,故选项A错误;由v=可知在介质2中传播的速度最大,故选项C错误;光在不同介质内传播时的频率不变,根据v=fλ可知传播速度越大,波长越长,故选项B正确;光由介质2进入介质3时,发生折射,也发生反射,故选项D正确
7.如图7所示,一根长为l=
5.0m的光导纤维用折射率n=的材料制成一束激光由其左端的中心点以45°的入射角射入光导纤维内,经过一系列全反射后从右端射出来,求图71该激光在光导纤维中的速度v是多大2该激光在光导纤维中传输所经历的时间是多少解析1由n=可得v=
2.1×108m/s2由n=可得光线从左端面射入后的折射角为30°,射到侧面时的入射角为60°,大于临界角45°,因此发生全反射同理光线每次在侧面都将发生全反射,直到光线到达右端面由几何关系可以求出光线在光导纤维中通过的总路程s=,因此该激光在光导纤维中传输所经历的时间t==
2.7×10-8s答案
12.1×108m/s
22.7×10-8s
8.一半径为R的半圆柱形玻璃砖,横截面如图8所示已知玻璃的全反射临界角γγ与玻璃砖的底平面成-γ角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上经柱面折射后,有部分光包括与柱面相切的入射光能直接从玻璃砖底面射出若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光,求底面透光部分的宽度图8解析在半圆柱形玻璃砖横截面内,考虑沿半径方向射到圆心O的光线1如图,它在圆心处的入射角为θ1,满足θ1=γ
①恰好等于全反射临界角,发生全反射,在光线1左侧的光线例如光线2经过柱面折射后,射在玻璃砖底面上的入射角θ2满足θ2γ
②因而在底面上发生全反射,不能直接折射出在光线1右侧的光线例如光线3经柱面折射后,射在玻璃砖底面上的入射角θ3满足θ3γ
③因而在底面上不能发生全反射,能从玻璃砖底面射出射到半圆柱面最右侧的光线4与柱面相切,入射角i为i=
④由折射定律知,经圆柱面折射后的折射角∠OAB=θ4,满足sini=nsinθ4
⑤式子中,n是玻璃的折射率,由全反射角的定义知1=nsinγ
⑥联立
④⑤⑥式得θ4=γ
⑦由几何关系可得∠AOB=γ,故底面上透光部分的宽度OB=
⑧答案。