2022-2022学年高中物理第四章光的折射第3节光的全反射课时作业含解析教科版选修3-4.doc

第3节光的全反射 随堂检测1(多项选择)光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信效劳目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络以下说法正确的选项是()A光纤通信利用光作为载体来传播信息B光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理C光导纤维传递光信号是利用光的色散原理D目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝解析：选AD光导纤维传递光信号是利用光的全反射原理来实现用光作为载体传递信息的，故A选项正确，B、C选项错误光纤是内芯折射率大于外层表皮折射率的很细的玻璃丝，所以选项D正确2酷热的夏天，在平坦的柏油公路上你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影但当你靠近“水面时，它也随你靠近而后退对此现象正确的解释是()A出现的是“海市蜃楼，是由于光的折射造成的B“水面不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉C太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率大，发生全反射D太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率小，发生全反射解析：选D酷热的夏天地面温度高，地表附近空气的密度小，空气的折射率下小上大，远处车、人反射的太阳光由光密介质射入光疏介质发生全反射3.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，其框外光线如下图方框内有两个折射率n1.5的玻璃全反射棱镜以下图给出了两棱镜四种放置方式的示意图其中能产生图中效果的是()解析：选B四个选项产生光路效果如图：由图可知B项正确4如下图，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假设入射点由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()A减弱，紫光B减弱，红光C增强，紫光 D增强，红光解析：选C光在传播时随入射角增大，反射光能量增强，折射光能量减少根据能量守恒定律可知，当折射光线变弱或消失时反射光线的强度将增强，故A、B两项均错误；在七色光中紫光频率最大且最易发生全反射，故光屏上最先消失的光是紫光，故C项正确，D项错误5如下图，直角三角形ABC为一三棱镜的横截面，A30.一束单色光从空气射向BC上的E点，并偏折到AB上的F点，光线EF平行于底边AC.入射方向与BC的夹角为30.试通过计算判断光在F点能否发生全反射解析：光线在BC界面的入射角160、 折射角230根据折射定律得n由几何关系知，光线在AB界面的入射角为360而棱镜对空气的临界角C的正弦值sin C那么在AB界面的入射角3C所以光线在F点将发生全反射答案：见解析课时作业一、单项选择题1关于全反射，以下表达中正确的选项是()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：选C发生全反射时折射光线的能量为零，折射光线消失，所以选项A错误发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角，二者缺一不可，所以选项B、D错误，C正确2某种介质对空气的折射率是 ，一束光从该介质射向空气，入射角是60，那么以下光路图中正确的选项是(图中为空气，为介质)()解析：选D由题意知，光由光密介质射向了光疏介质，由sin C得C4560，即没有折射光线，故D选项正确3光导纤维的结构如下图，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播以下关于光导纤维的说法正确的选项是() A内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射B内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射C内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生折射D内芯的折射率与外套相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用解析：选A根据发生全反射的条件，必须从光密介质射向光疏介质时才可发生全反射内芯的折射率比外套大，并且在两种介质的界面上发生全反射，应选A4.直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图，a、b光相比()A玻璃对a光的折射率较大B玻璃对a光的临界角较小Cb光在玻璃中的传播速度较小Db光在玻璃中的传播时间较短解析：选C由图可知a、b两入射光线的入射角i1i2，折射角r1r2，由折射率n知玻璃对b光的折射率较大，选项A错误；设玻璃对光的临界角为C，sin C，a光的临界角较大，应选项B错误；光在介质中的传播速度v，那么a光的传播速度较大，b光的传播速度较小，应选项C正确；b光的传播速度小，且通过的路程长，故b光在玻璃中传播的时间长，应选项D错误5如下图，一束光从空气垂直射到直角棱镜的AB面上，棱镜材料的折射率为1.4，那么这束光进入棱镜后的光路图应为图中的()解析：选D入射光在界面AB上垂直入射，不发生偏折，如下图，当光传播到AC界面上时，由图中几何关系可知入射角i160.因介质的折射率n1.4，临界角的正弦值sin iC，可知30iC60.故光线将在界面AC处发生全反射；当光传播到界面BC处时，i2302，那么()A可能有光线垂直AB面射出B一定有光线垂直BC面射出C一定有光线垂直AC面射出D从AB面和BC面射出的光线能会聚于一点解析：选BC由于折射率n2，临界角小于30，射向BC面和AB面的光线都将发生全反射通过作图可知，射向BC面的光线经反射到达AB面，再次发生全反射，垂直AC面射出；射向AB面的光线，一局部经全反射射向AC面，然后再次发生全反射，垂直BC面射出；还有一局部经全反射射向BC面，然后再次发生全反射，垂直AC面射出10.一玻璃砖横截面如下图，其中ABC为直角三角形(AC边未画出)，AB为直角边，ABC45，ADC为一圆弧，其圆心在BC边的中点此玻璃的折射率为1.5.P为一贴近玻璃砖放置的、与AB垂直的光屏假设一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入玻璃砖，那么()A从BC边折射出一束宽度与BC边长度相等的平行光B屏上有一亮区，其宽度小于AB边的长度C屏上有一亮区，其宽度等于AC边的长度D当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大解析：选BD设光在玻璃砖BC面与AC弧面上的临界角为C，那么有sin C，显然C45，故可知光将在整个BC面上发生全反射，也会在AC弧面上靠近A点和C点附近区域发生全反射D点附近的射出光线形成会聚光束照到光屏P上由以上分析可知B、D选项正确三、非选择题11一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，图为过轴线的截面图，调整入射角，使光线恰好在水和空气的界面上发生全反射水的折射率为，求sin 的值解析：如下图，当光线在水面发生全反射时，有sin C当光线从左侧射入时，由折射定律得：n联立式，代入数据可得sin .答案：12如图，一个三棱镜的截面为等腰直角ABC，A为直角一细束光线沿此截面所在平面且平行于BC边的方向射到AB边上的M点，M、A间距为l.光进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射试求：(1)该棱镜材料的折射率？(2)光从AB边到AC边的传播时间？(真空中的光速为c)解析：(1)设光从AB边射入时，折射角为，射到AC面上N点时，入射角为，光路图如下图：根据折射定律nsin sin 45，光在AC边上恰好发生全反射：nsin 1根据几何关系90，联立解得：n.(2)由图中几何关系可得MN之间的距离为：x由(1)可解得：sin 用v表示光在棱镜内的传播速度n光从AB边到AC边的传播时间为：t.答案：(1)(2)