全反射 練習(xí)題

1、 全反射練習(xí)題一、選擇題1下列現(xiàn)象中是由于全反射造成的是()A露珠在陽(yáng)光下格外明亮B直棒插入水中時(shí)，呈現(xiàn)彎折現(xiàn)象C海市蜃樓D在炎熱夏天的柏油馬路上，遠(yuǎn)處的路面顯得格外明亮解析：選ACD.露珠不是球形的，光線射入后在另一面發(fā)生了全反射，A正確直棒斜插入水中時(shí)，呈現(xiàn)彎折現(xiàn)象屬于光的折射，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤海市蜃樓屬于全反射現(xiàn)象，所以選項(xiàng)C正確D項(xiàng)中的情況與沙漠蜃景類似，故D正確2.光纖通訊中信號(hào)傳播的主要載體是光導(dǎo)纖維，它的結(jié)構(gòu)如圖所示，其內(nèi)芯和外套材料不同，光在內(nèi)芯中傳播下列關(guān)于光導(dǎo)纖維的說(shuō)法中正確的是()A內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射B內(nèi)芯的折射率比外套的小，光傳

2、播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射C波長(zhǎng)越短的光在光纖中傳播的速度越大D頻率越大的光在光纖中傳播的速度越大解析：選A.光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)才能發(fā)生全反射，所以內(nèi)芯的折射率比外套的大，故A正確，B錯(cuò)誤；頻率越大(波長(zhǎng)越短)，折射率越大，根據(jù)v，折射率大的在玻璃中傳播的速度小，故C、D錯(cuò)誤3一單色光，在空氣中的波長(zhǎng)為0，在玻璃中的波長(zhǎng)為，波速為v，玻璃對(duì)這種色光的折射率為n.此光從玻璃射向空氣發(fā)生全反射的臨界角為A，則()Asin An Bsin ACsin A Dsin A解析：選D.sin A，只有D正確4.如圖所示為一直角棱鏡的橫截面，bac90°，abc60°.一平

3、行細(xì)光束從O點(diǎn)沿垂直于bc面的方向射入棱鏡已知棱鏡材料的折射率n，若不考慮原入射光在bc面上的反射光，則有光線()A從ab面射出B從ac面射出C從bc面射出，且與bc面斜交D從bc面射出，且與bc面垂直解析：選BD.依題意作出光在棱鏡中的光路圖，如右圖所示，顯然，光在ab面上的入射角為i60°，大于光在該棱鏡中的全反射臨界角Carcsin45°，則光在ab面上發(fā)生全反射，接著以i30°的入射角射到ac界面上，因i<45°，光在ac面上不發(fā)生全反射而發(fā)生反射和折射，其反射角i30°，反射光線正好與bc面垂直，故B、D兩項(xiàng)正確5.如圖所示，一

4、束平行光從真空垂直射向一塊半圓形玻璃磚的底面，下列說(shuō)法正確的是()A只有圓心兩側(cè)一定范圍內(nèi)的光線不能通過(guò)玻璃磚B只有圓心兩側(cè)一定范圍內(nèi)的光線能通過(guò)玻璃磚C通過(guò)圓心的光線將沿直線穿過(guò)，不發(fā)生偏折D圓心兩側(cè)一定范圍外的光線將在曲面處發(fā)生全反射解析：選BCD.垂直射向界面的光線不發(fā)生偏折，因而光束沿直線平行射到半圓面上，其中通過(guò)圓心的光線將沿直線穿過(guò)，不發(fā)生偏折；由中心向兩側(cè)，光從半圓面進(jìn)入真空時(shí)的入射角逐漸增大并趨于90°，當(dāng)入射角等于或大于臨界角時(shí)，會(huì)發(fā)生全反射，故B、C、D正確6潛水員在水深為h的地方向水面觀望時(shí)，發(fā)現(xiàn)整個(gè)天空及遠(yuǎn)處地面的景物均呈現(xiàn)在水面處的圓形區(qū)域內(nèi)，已知水的臨界角

5、為，則所觀察到的圓形半徑為()Ahtan Bhsin Ch/tan Dh/sin 解析：選A.如圖所示，最遠(yuǎn)處的景物進(jìn)入眼睛的光線幾乎是緊貼水面，其入射角接近90°，折射角為.因此，人看到的景物呈現(xiàn)在人眼上方以O(shè)點(diǎn)為圓心、r為半徑的水面區(qū)域內(nèi)由圖可知rhtan .7在完全透明的水下某深處，放一點(diǎn)光源，在水面上可見(jiàn)到一個(gè)圓形的透光圓面，若透光圓面的半徑勻速增大，則光源正()A加速上升 B加速下降C勻速上升 D勻速下降解析：選D.所形成的透光圓面是由于全反射造成的，如圖甲所示，圓面的邊緣處是光發(fā)生全反射的位置，即iC.若光源向上移動(dòng)，只能導(dǎo)致透光圓面越來(lái)越小，所以光源只能向下移動(dòng)如圖乙所

6、示，取時(shí)間為t，則透光圓面擴(kuò)大的距離為svt.由幾何知識(shí)可得hscos Cvtcos C.設(shè)這段時(shí)間后，光源下移的距離為L(zhǎng)，由幾何關(guān)系可得Lvtcot C，由上面的表達(dá)式可知vcot C為定值，L與t成正比例關(guān)系，滿足勻速運(yùn)動(dòng)條件，所以，光源向下勻速運(yùn)動(dòng)8如圖所示，一條光線從空氣中垂直射到棱鏡界面BC上，棱鏡的折射率為，這條光線離開(kāi)棱鏡時(shí)與界面的夾角為()A30° B45°C60° D90°解析：選BD.因?yàn)槔忡R的折射率為，所以臨界角C應(yīng)滿足sin C，所以C45°.作光路圖如圖所示因光線從空氣中射到BC界面時(shí)入射角為零度，故進(jìn)入BC面時(shí)不發(fā)生

7、偏折，到AB面時(shí)由幾何關(guān)系知入射角i60°>C，故在AB面上發(fā)生全反射，反射光線射到AC面時(shí)，可知入射角30°<C，所以在AC面上既有反射光線又有折射光線由n得sin ，45°，所以該折射光線與棱鏡AC面夾角為45°；又因從AC面反射的光線第二次射到AB面上時(shí)，由幾何關(guān)系知其入射角為0°，所以從AB面上折射出的光線與AB界面夾角為90°.9.如圖所示，空氣中有一橫截面為半圓環(huán)的均勻透明柱體，其內(nèi)圓半徑為r ，外圓半徑為R，Rr.現(xiàn)有一束單色光垂直于水平端面A射入透明柱體，只經(jīng)過(guò)兩次全反射就垂直于水平端面B射出設(shè)透明柱體的折

8、射率為n，光在透明柱體內(nèi)傳播的時(shí)間為t，若真空中的光速為c，則()An可能為 Bn可能為2Ct可能為 Dt可能為解析：選AB.根據(jù)題意可畫出光路圖如圖所示，則兩次全反射時(shí)的入射角均為45°，所以全反射的臨界角C45°，折射率n，A、B項(xiàng)均正確；光在介質(zhì)中的傳播速度v，所以傳播時(shí)間t，C、D項(xiàng)均錯(cuò)誤二、非選擇題10如圖所示，在坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)有一橫截面為圓周的柱狀玻璃棱鏡OPQ，OPOQR，一束單色光垂直O(jiān)P面射入棱鏡，在OP面上的入射點(diǎn)為A，OA，穿過(guò)棱鏡后沿BD方向射出，出射光線交于x軸上D點(diǎn)，ODR，求：(1)該玻璃的折射率是多少？(2)將OP面上的該單色光至少向上平

9、移多少，它將不能從PQ面直接折射出來(lái)？解析：(1)如圖所示，在PQ面上的入射角sin 1所以 130°在ODB中，BD2OB2OD22OB·OD·cos 30°，解得BDR，ODB為等腰三角形所以BDOBOD30°.折射角2BDOBOD60°折射率n.(2)臨界角sin C，從OP面入射的光進(jìn)入棱鏡后，在PQ面的入射角等于臨界角時(shí)，光剛好發(fā)生全反射而不能從PQ面直接射出，設(shè)OP面的入射點(diǎn)為M，在PQ面的反射點(diǎn)為N，OMONsin CR，至少向上平移的距離dOMOAR0.077R.答案：(1)(2)0.077R11.(2012·

10、;高考新課標(biāo)全國(guó)卷)一玻璃立方體中心有一點(diǎn)狀光源今在立方體的部分表面鍍上不透明薄膜，以致從光源發(fā)出的光線只經(jīng)過(guò)一次折射不能透出立方體已知該玻璃的折射率為，求鍍膜的面積與立方體表面積之比的最小值解析：如圖，考慮從玻璃立方體中心O點(diǎn)發(fā)出的一條光線，假設(shè)它斜射到玻璃立方體上表面發(fā)生折射，根據(jù)折射定律有nsin sin 式中，n是玻璃的折射率，入射角等于，是折射角現(xiàn)假設(shè)A點(diǎn)是上表面面積最小的不透明薄膜邊緣上的一點(diǎn)由題意，在A點(diǎn)剛好發(fā)生全反射，故A設(shè)線段OA在立方體上表面的投影長(zhǎng)為RA，由幾何關(guān)系有sin A式中a為玻璃立方體的邊長(zhǎng)由式得RA由題給數(shù)據(jù)得RA由題意，上表面所鍍的面積最小的不透明薄膜應(yīng)是半

11、徑為RA的圓所求的鍍膜面積S與玻璃立方體的表面積S之比為由式得.答案：12(2013·高考新課標(biāo)全國(guó)卷)如圖，三棱鏡的橫截面為直角三角形ABC，A30°，B60°.一束平行于AC邊的光線自AB邊的P點(diǎn)射入三棱鏡，在AC邊發(fā)生反射后從BC邊的M點(diǎn)射出若光線在P點(diǎn)的入射角和在M點(diǎn)的折射角相等(1)求三棱鏡的折射率；(2)在三棱鏡的AC邊是否有光線透出？寫出分析過(guò)程(不考慮多次反射)解析：首先根據(jù)光路圖的幾何關(guān)系分析入射角和折射角，利用n求解折射率，然后確定光在該介質(zhì)中的臨界角，判斷光線能否從AC邊透出(1)光路圖如圖所示，圖中N點(diǎn)為光線在AC邊發(fā)生反射的入射點(diǎn)設(shè)光線在P點(diǎn)的入射角為i、折射角為r，在M點(diǎn)的入射角為r、折射角依題意也為i，有i60°由折射定律有sin insin rnsin rsin i由式得rrO