“四翼”檢測(cè)評(píng)價(jià)（十七） 光的全反射

“四翼”檢測(cè)評(píng)價(jià)（十七）光的全反射A組—重基礎(chǔ)·體現(xiàn)綜合1．(多選)關(guān)于全反射，下列說(shuō)法正確的是()A．光只有從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)才可能發(fā)生全反射現(xiàn)象B．光只有從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時(shí)才可能發(fā)生全反射現(xiàn)象C．光只有從折射率大的介質(zhì)射向折射率小的介質(zhì)時(shí)才可能發(fā)生全反射現(xiàn)象D．光只有從折射率小的介質(zhì)射向折射率大的介質(zhì)時(shí)才可能發(fā)生全反射現(xiàn)象解析：選AC光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，若入射角大于或等于臨界角，會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象；光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時(shí)，不會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象，A正確，B錯(cuò)誤；光只有從折射率大的介質(zhì)射向折射率小的介質(zhì)時(shí)，才可能發(fā)生全反射現(xiàn)象，C正確，D錯(cuò)誤。2．酷熱的夏天，在平坦的柏油公路上，你會(huì)看到在一定距離處，地面顯得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎還能看到遠(yuǎn)處車、人的倒影。但當(dāng)你靠近“水面”時(shí)，它卻隨你靠近而后退。對(duì)此現(xiàn)象，下列解釋正確的是()A．出現(xiàn)的是“海市蜃樓”，是光的折射造成的B．“水面”不存在，是由于酷熱難耐，人產(chǎn)生的幻覺(jué)C．太陽(yáng)光輻射到地面，使地表溫度升高，折射率變大，發(fā)生全反射D．太陽(yáng)光輻射到地面，使地表溫度升高，折射率變小，發(fā)生全反射解析：選D酷熱的夏天，在平坦的柏油公路上，地面附近的空氣溫度比上層空氣的高，密度比上層空氣的小，折射率也比上層空氣的小，大于等于臨界角的光照射時(shí)發(fā)生全反射，出現(xiàn)“水面”，D正確，A、B、C錯(cuò)誤。3．如圖，一束光由空氣射向半圓柱體玻璃磚，O點(diǎn)為該玻璃磚截面的圓心，下圖能正確描述其光路的是()解析：選A光從玻璃磚射向空氣時(shí)，如果入射角大于臨界角，則發(fā)生全反射；如果入射角小于臨界角，則在界面處既有反射光線，又有折射光線，但折射角應(yīng)大于入射角，A正確，C錯(cuò)誤。當(dāng)光從空氣射入玻璃磚時(shí)，在界面處既有反射光線，又有折射光線，且入射角大于折射角，B、D錯(cuò)誤。4．自行車的尾燈采用了全反射棱鏡的原理，它雖然本身不發(fā)光，但在夜間騎行時(shí)，從后面開(kāi)來(lái)的汽車發(fā)出的強(qiáng)光照到尾燈后，會(huì)有較強(qiáng)的光被反射回去，使汽車司機(jī)注意到前面有自行車，尾燈由透明介質(zhì)制成，其外形如圖甲所示，下面說(shuō)法正確的是()A．汽車燈光從左面射過(guò)來(lái)，在尾燈的左表面發(fā)生全反射B．汽車燈光從左面射過(guò)來(lái)，在尾燈的右表面發(fā)生全反射C．汽車燈光從右面射過(guò)來(lái)，在尾燈的左表面發(fā)生全反射D．汽車燈光從右面射過(guò)來(lái)，在尾燈的右表面發(fā)生全反射解析：選C從題圖中取一個(gè)凸起并作出一條光路如圖所示。由圖可知，每一部分相當(dāng)于一塊全反射棱鏡，要想讓后面的司機(jī)看到反射光，因此光只能從右側(cè)(直邊)射入，經(jīng)過(guò)尾燈左表面反射回去，故選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤。5.光導(dǎo)纖維是利用光的全反射來(lái)傳輸光信號(hào)的。如圖所示，一光導(dǎo)纖維內(nèi)芯折射率為n1，外層折射率為n2，一束光信號(hào)與界面夾角α由內(nèi)芯射向外層，要在內(nèi)芯與外層的界面上發(fā)生全反射，必須滿足的條件是()A．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：選A要使光信號(hào)在內(nèi)芯與外層的界面上發(fā)生全反射，必須讓內(nèi)芯折射率n1大于外層折射率n2，同時(shí)入射角須大于某一值，故α應(yīng)小于某一值，故A正確。6．下列選項(xiàng)為光線由空氣進(jìn)入全反射玻璃棱鏡，再由棱鏡射入空氣的光路圖，可以發(fā)生的是()解析：選A光垂直橫截面是等腰直角三角形的棱鏡的某直角邊射入棱鏡時(shí)，在直角邊不發(fā)生折射，在斜邊可能發(fā)生全反射，故A正確。7．(多選)光在某種介質(zhì)中的傳播速度是1.5×108m/s，光從該介質(zhì)射向空氣時(shí)()A．發(fā)生全反射的臨界角是30°B．大于或等于30°的所有角都是臨界角C．入射角大于或等于30°時(shí)都能發(fā)生全反射D．臨界角可能是60°解析：選AC介質(zhì)的折射率n＝eq\f(c,v)＝eq\f(3×108m/s,1.5×108m/s)＝2，sinC＝eq\f(1,n)，得臨界角C＝30°，所以A、C正確，B、D錯(cuò)誤。8.如圖所示，等腰三角形ABC為一棱鏡的橫截面(AB＝AC)。一束光線垂直于AB入射，恰好在AC面上發(fā)生全反射，并垂直于BC射出棱鏡。則該棱鏡的折射率為()A.eq\f(2\r(3),3) B．1.5C.eq\r(3) D.eq\r(2)解析：選A光路如圖所示，由幾何關(guān)系可知α＝∠C＝∠B,2α＋∠B＝180°，解得α＝60°，所以該棱鏡的折射率為n＝eq\f(1,sinα)＝eq\f(1,\f(\r(3),2))＝eq\f(2\r(3),3)，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。9．(2023·自貢高二檢測(cè))有人在河中游泳，頭部露出水面，在某一位置當(dāng)他低頭向水中觀察時(shí)，看到河底有一靜止物體跟他眼睛正好在同一豎直線上。這個(gè)人再向前游12m，正好不能看見(jiàn)此物體，求河深。eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(水的折射率為\f(4,3)))解析：由題意知，設(shè)C為臨界角，則sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(3,4)由幾何關(guān)系，可得sinC＝eq\f(12,\r(122＋h2))聯(lián)立以上兩式解得h≈10.6m。答案：10.6m10.一足夠深的水池內(nèi)盛有某種透明液體，液體的深度為H，在水池的底部中央放一點(diǎn)光源，其中一條光線以30°入射角射到液體與空氣的界面上，它的反射光線與折射光線的夾角為105°，如圖所示。求：(1)這種液體的折射率；(2)液體表面亮斑的面積。解析：(1)由于反射光線與折射光線的夾角為105°，入射角i＝30°，則折射角r＝45°，故n＝eq\f(sinr,sini)＝eq\r(2)。(2)sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(\r(2),2)，C＝45°。所以亮斑的半徑R＝H，亮斑面積S＝πR2＝πH2。答案：(1)eq\r(2)(2)πH2eq\a\vs4\al(B)組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新11.如圖，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方體玻璃磚，折射率n＝1.5，玻璃磚的中心有一個(gè)小氣泡。自正方體外向內(nèi)觀察氣泡，正方體表面能看到氣泡范圍的面積為()A.eq\f(1,5)πL2B.eq\f(2,5)πL2C.eq\f(4,5)πL2D.eq\f(6,5)πL2解析：選D正方體每個(gè)面能看到氣泡的范圍為圓，設(shè)圓的半徑為r，光在玻璃磚表面發(fā)生全反射的臨界角為C，則有sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(2,3)，根據(jù)幾何關(guān)系得r＝eq\f(L,2)tanC，解得r＝eq\f(\r(5),5)L，則正方體表面能看到氣泡范圍的面積為S＝6πr2＝eq\f(6,5)πL2，故選D。12.如圖為一圓柱中空玻璃管，管內(nèi)徑為R1，外徑為R2，已知R2＝2R1，一束光線沿圓柱橫截面射向玻璃管，為保證在內(nèi)壁處光不會(huì)進(jìn)入中空部分，則入射角i的最小值是()A．30° B．45°C．60° D．75°解析：選A光路圖如圖，設(shè)第一次折射角為r，全反射臨界角為C，折射率為n。由折射定律有n＝eq\f(sini,sinr)，得：sinr＝eq\f(sini,n)，又sinC＝eq\f(1,n)對(duì)圖中△ABO，由正弦定理得：eq\f(sinπ－C,R2)＝eq\f(sinr,R1)，則得：eq\f(\f(1,n),2R1)＝eq\f(\f(sini,n),R1)，可解得i＝30°，所以為保證在內(nèi)壁處光不會(huì)進(jìn)入中空部分，入射角i應(yīng)滿足i≥30°，故A正確。13．(2022·全國(guó)甲卷)如圖，邊長(zhǎng)為a的正方形ABCD為一棱鏡的橫截面，M為AB邊的中點(diǎn)。在截面所在的平面，一光線自M點(diǎn)射入棱鏡，入射角為60°，經(jīng)折射后在BC邊的N點(diǎn)恰好發(fā)生全反射，反射光線從CD邊的P點(diǎn)射出棱鏡，求棱鏡的折射率以及P、C兩點(diǎn)之間的距離。解析：光線在M點(diǎn)發(fā)生折射有sin60°＝nsinθ由題知，光線經(jīng)折射后在BC邊的N點(diǎn)恰好發(fā)生全反射，則sinC＝eq\f(1,n)，C＝90°－θ聯(lián)立有tanθ＝