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全反射A组25分钟
1.关于全反射下列叙述正确的是 A.发生全反射时仍有折射光线只是折射光线非常弱B.光从光密介质射向光疏介质时一定会发生全反射现象C.光从光密介质射向光疏介质时可能不发生全反射现象D.光从光疏介质射向光密介质时可能发生全反射现象解析全反射发生的条件是光从光密介质射向光疏介质和入射角大于等于临界角二者缺一不可故选项B、D错误C正确;发生全反射时折射光线全部消失只剩下反射光线选项A错误答案C
2.光线由空气透过半圆形玻璃砖再射入空气的光路图中正确的是玻璃的折射率为
1.5 A.图乙、丙、丁B.图乙、丁C.图乙、丙D.图甲、丙解析题图甲、乙情景中光由空气进入玻璃由光疏介质进入光密介质应有θ1θ2乙正确甲错误;题图丙、丁情景中光由玻璃进入空气中sinC==sin45°即C45°即入射角大于临界角应发生全反射丙错误丁正确答案B
3.一束单色光从真空斜射向某种介质的表面光路如图所示下列说法正确的是 A.光从真空射入介质后频率不变B.此介质的折射率等于C.入射角大于45°时可能发生全反射现象D.入射角小于30°时可能发生全反射现象解析光的频率由光源决定在传播过程中频率不变选项A正确;由折射定律n=选项B正确;发生全反射的临界角C=arcsin=45°只有当光线从光密介质射入光疏介质且入射角大于或等于临界角时才会发生全反射现象所以选项C、D错误答案AB
4.如图所示半径为R的半圆形透明材料折射率n=
2.0一束平行光从空气以垂直于其底面的方向射入则下列说法正确的是 A.所有光线都能透过这种材料B.只有距圆心O两侧范围内的光才能通过C.射出的光束会形成发散光束D.射出的光束会形成会聚光束解析平行光射到底面时光线与界面垂直方向不变继续射到球面时距圆心D两侧范围内的光线入射角小于临界角C=arcsin=30°发生折射形成会聚光束范围外的光线入射角大于或等于临界角发生全反射答案BD
5.三种透明介质叠放在一起且相互平行一束光在Ⅰ和Ⅱ两介质的界面上发生了全反射后射向Ⅱ和Ⅲ两介质界面发生折射如图所示设定光在这三种介质中的速率分别是v
1、v
2、v3则它们的大小关系是 A.v1v2v3B.v1v3v2C.v1v2v3D.v2v1v3解析光在Ⅰ和Ⅱ两介质的界面上发生了全反射说明Ⅰ的折射率小于Ⅱ的折射率即n1n2;光射向Ⅱ和Ⅲ两介质界面时发生了折射而且折射角大于入射角说明Ⅱ的折射率大于Ⅲ的折射率即n2n3;介质Ⅰ与Ⅲ相比较介质Ⅰ的折射率小于介质Ⅲ的折射率即有n1n3所以有n2n3n1根据光在这三种介质中的速率公式v=得知光速与折射率成反比则v1v3v2答案B
6.已知介质对某单色光的临界角为C则 A.该介质对单色光的折射率等于B.此单色光在该介质中的传播速度等于c·sinCc是光在真空中的传播速度C.此单色光在该介质中的传播波长是在真空中波长的sinC倍D.此单色光在该介质中的频率是真空中的倍解析由临界角的计算式sinC=得n=选项A正确;将n=代入sinC=得sinC=故v=csinC选项B正确;设该单色光的频率为f在真空中的波长为λ0在介质中的波长为λ由波长、频率、光速的关系得c=λ0fv=λf故sinC=λ=λ0sinC选项C正确;该单色光由真空进入介质时频率不发生变化选项D错误答案ABC
7.导学号73884099如图所示ABCD是两面平行的透明玻璃砖AB面和CD面平行它们分别是玻璃和空气的界面设为界面Ⅰ和界面Ⅱ光线从界面Ⅰ射入玻璃砖再从界面Ⅱ射出回到空气中如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角则 A.只要入射角足够大光线在界面Ⅰ上可能发生全反射现象B.只要入射角足够大光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象C.不管入射角多大光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象D.不管入射角多大光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象解析在界面Ⅰ光由空气进入玻璃砖是由光疏介质进入光密介质不管入射角多大都不会发生全反射现象则A错误C正确;在界面Ⅱ光由玻璃进入空气是由光密介质进入光疏介质但是由于界面Ⅰ和界面Ⅱ平行光由界面Ⅰ进入玻璃后再到达界面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总是小于临界角也不会发生全反射现象故B错误D正确答案CD
8.导学号73884100如图所示一段横截面为正方形的玻璃棒中间部分弯成圆弧状一细束单色光由MN端面的中点垂直射入恰好能在弧面EF上发生全反射然后垂直PQ端面射出1求该玻璃棒的折射率;2若将入射光向N端平移当第一次射到弧面EF上时 选填“能”“不能”或“无法确定能否”发生全反射 解析1因为细束单色光由MN端面中点垂直射入所以到达弧面EF界面时入射角为45°又因为恰好发生全反射所以45°为临界角C由sinC=可知该玻璃棒的折射率n=2若将入射光向N端平移第一次射到弧面EF上的入射角将增大即大于临界角45°所以发生全反射答案1 2能B组25分钟
1.关于光的全反射和光纤的应用下列说法正确的是 A.光由不同介质射入真空或空气时临界角不同B.入射角大于临界角不一定发生全反射C.玻璃是光密介质D.光纤通信是光导纤维的唯一应用E.光导纤维的工作原理是光的全反射解析不同介质的折射率不同所以光由不同的介质射入真空或空气时临界角不同A项正确;入射角大于临界角不一定发生全反射还要光从光密介质进入光疏介质才能发生全反射B项正确;光疏介质、光密介质是相对的只有一种介质不能说是光疏介质还是光密介质C项错误;光纤通信是光导纤维的主要应用光导纤维还可应用到内窥镜、潜望镜等D项错误;光导纤维的工作原理是光的全反射E项正确答案ABE
2.一束细光束由真空沿着径向射入一块半圆柱形透明体如图甲所示对其射出后的折射光线的强度进行记录发现折射光线的强度随着θ的变化而变化如图乙的图线所示此透明体的临界角为 折射率为 解析由题图乙的图线可知当θ小于等于30°时入射角大于等于60°折射光线的强度为零所以此透明体的临界角为60°由临界角公式sinC=解得n=答案60°
3.导学号73884101如图所示玻璃材料制成的一棱镜的截面图一细光束从圆弧AB的中点E点沿半径射入棱镜后恰好在圆心O点发生全反射经CD面反射再从圆弧的F点射出已知OA=aOD=a求:1出射光线与法线夹角的正弦值;2光在棱镜中传播的时间解析1作出光路图如图根据几何关系可知临界角为C=45°根据全反射定律得n=OG=OD=asinα=根据折射定律得n=解得sinβ=2光在棱镜中的传播速度v=由几何知识得光线传播的长度为l=a+a+a光在棱镜中传播的时间t=答案1
24.有人在河中游泳头部露出水面在某一位置当他低头向水中观察时看到河底有一静止物体跟他眼睛正好在同一竖直线上这个人再向前游12m正好不能看见此物体求河深水的折射率为解析如图所示由题意知C为临界角则sinC=
①从图可得sinC=
②联立
①②得解得h≈
10.6m答案
10.6m
5.导学号73884102如图所示一条长度为l=
5.0m的光导纤维的内芯用折射率为n的材料制成外套的折射率可认为与空气的折射率相等且等于1一细束激光从其左端的中心点以i角入射到光导纤维的端面上并射入其中设折射角为α经过一系列的全反射后从右端面射出1若n=i=45°则该激光在光导纤维中的速度v是多大取c=3×108m/s2若n=i=45°则该激光在光导纤维中的传输时间是多少3若要保证不管α取何值时激光都不会从光导纤维的侧面漏出试求n的取值范围解析1由n=可得v≈
2.1×108m/s2由n=和临界角公式sinC=可知光从左端面射入后的折射角α=30°则侧面的入射角为60°大于临界角C=45°从而t=≈
2.7×10-8s3设折射光线射向侧面时的入射角为β如图所示由折射定律:n=由几何关系:α+β=90°sinα=cosβ由全反射临界角的公式:sinβ=得cosβ=要保证从端面射入的任何光线都能发生全反射应有i=90°sini=1故n=解得n=光导纤维的折射率应满足n≥答案
12.1×108m/s
22.7×10-8s 3n≥。