高中人教物理選擇性必修一課時分層作業(yè) 17 全反射選擇性必修第一冊練習(xí)

1、 8/8課時分層作業(yè)(十七)全反射(建議用時：25分鐘)考點一全反射現(xiàn)象1如圖所示，夏天，在平靜無風(fēng)的海面上，向遠方望去，有時能看到山峰、船舶、集市、廟宇等出現(xiàn)在空中，沙漠里有時也會看到遠處的水源、仙人掌近在咫尺，可望而不可及，這就是“蜃景”下列有關(guān)“蜃景”的說法中錯誤的是()A海面上上層空氣的折射率比下層空氣的折射率要小B沙面上上層空氣的折射率比下層空氣的折射率要小CA是“蜃景”，B是景物DC是“蜃景”，D是景物B沙漠里下層空氣溫度比上層高，故沙漠地表附近的空氣折射率從下到上逐漸增大，遠處的景物發(fā)出的光線射向沙漠地表時，由于不斷被折射，越來越偏離法線方向，進入下層的入射角不斷增大，以致發(fā)生全

2、反射，光線反射回空氣，人們逆著光線看去，就會看到倒立的景物，從而產(chǎn)生了沙漠“蜃景”現(xiàn)象海面上的上層空氣的溫度比下層空氣的溫度高，故海面上的上層空氣的折射率比下層空氣的折射率要小，近處的景物反射的光線射向空中時，不斷被折射，射向折射率較小的上一層的入射角增大到臨界角時，就會發(fā)生全反射現(xiàn)象，光線就會從高空的空氣層返回折射率較大的下一層，從而產(chǎn)生“蜃景”現(xiàn)象故A、C、D正確，B錯誤2已知某種介質(zhì)的折射率neq r(2)，在這種介質(zhì)與空氣的交界面MN上有光線入射，如圖所畫的光路中，哪個是正確的(MN上部是空氣，MN下部是介質(zhì))()C首先判定是否發(fā)生全反射，sin Ceq f(1,n)eq f(1,r(

3、2)，臨界角C45，當(dāng)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)且入射角C時發(fā)生全反射，故A、B錯誤；由題中D圖知：入射角230，折射角160，所以neq f(sin 1,sin 2)eq r(3)eq r(2)，故D錯誤；由折射率neq f(sin 1,sin 2)知，只有C光路圖正確3(多選)如圖所示，有一束平行于等邊三棱鏡截面ABC的單色光從空氣射向E點，并偏折到F點，已知入射方向與邊AB的夾角30，E、F分別為邊AB、BC的中點，則下列說法正確的是()A從F點出射的光線與入射到E點的光線平行B該棱鏡的折射率為eq r(3)C光線在F點發(fā)生全反射D光線從空氣進入棱鏡后，傳播速度變小BD如圖所示，由幾何關(guān)系

4、可知，光線在F點的入射角等于光線在AB邊上的折射角，由光路的可逆性知，光線在F點不可能發(fā)生全反射，而且從F點出射的光線與BC邊的夾角為，所以從F點出射的光線與入射到E點的光線不平行，A、C錯誤；由幾何知識得，光線在AB邊上的入射角為i60，折射角為r30，則該棱鏡的折射率為neq f(sin i,sin r)eq r(3)，B正確；光線從空氣進入棱鏡后，頻率不變，傳播速度變小，D正確4如圖所示為一橫截面為等腰直角三角形的三棱鏡，光線O從三棱鏡的一直角邊垂直射入，光線O在棱鏡表面發(fā)生全反射的臨界角為40，關(guān)于圖中畫出的a、b、c三條光線，下列說法正確的是()Aa是光線O的出射光線Bb是光線O的出

5、射光線Cc是光線O的出射光線Da、b、c都不是光線O的出射光線B光線O射入到三棱鏡的底邊時，由幾何關(guān)系可知入射角為45，大于臨界角，即光線會在三棱鏡的底邊發(fā)生全反射，之后垂直入射到三棱鏡的另一直角邊上，光線垂直射出三棱鏡，即b是光線O的出射光線，選項B正確5a、b兩種單色光以相同的入射角從空氣斜射向某種玻璃中，光路如圖所示關(guān)于a、b兩種單色光，下列說法中正確的是()A該種玻璃對a光的折射率較大Bb光在該玻璃中傳播時的速度較大Ca光的頻率較小D兩種單色光從該玻璃中射入空氣發(fā)生全反射時，a光的臨界角較小C由題圖看出b光的折射角小于a光的折射角，b光的偏折程度大，根據(jù)折射定律得知玻璃對b光的折射率大

6、于對a光的折射率，故A錯誤；由veq f(c,n)可知，在該玻璃中a光的傳播速度大于b光的傳播速度，故B錯誤；由臨界角公式sin Ceq f(1,n)得知，折射率越大，臨界角越小，則可知a光的全反射臨界角大于b光的全反射臨界角，故D錯誤；玻璃對b光的折射率大于對a光的折射率，則b光的頻率大于a光的頻率，故C正確考點二全反射現(xiàn)象的應(yīng)用6如圖所示，入射光1經(jīng)全反射棱鏡(即等腰直角三角形棱鏡)折射、反射后沿與入射光線平行且相反的方向射出，如圖中光線2所示，若將棱鏡繞A點順時針方向轉(zhuǎn)過一個較小的角度(如圖中虛線所示)，則()A出射光線順時針偏轉(zhuǎn)角B出射光線逆時針偏轉(zhuǎn)角C出射光線順時針偏轉(zhuǎn)2角D出射光線

7、方向不變D如圖所示，當(dāng)棱鏡繞A點轉(zhuǎn)過一個較小的角度時，這時光線1射向AC面時的入射角為，折射后進入玻璃中，折射角小于，這條折射光線射向AB面時的入射角略大于45，而光由玻璃射入空氣時發(fā)生全反射的臨界角為42，故這條在玻璃中的折射光線會在AB面上發(fā)生全反射，再射至BC面時入射角略小于45，再次發(fā)生全反射后射向AC面，從圖中可以看出，最后射向AC面的光線與原來從AC面射入的光線平行，根據(jù)光的折射定律可知出射光線2與原入射光線1平行故正確答案為D.7如圖所示的長直光纖，柱芯為玻璃，外層用折射率比玻璃小的介質(zhì)包覆若光線自光纖左端進入，與中心軸的夾角為，則下列有關(guān)此光線傳播方式的敘述，正確的是()A不論

8、為何值，光線都不會發(fā)生全反射B不論為何值，光線都會發(fā)生全反射C夠小時，光線才會發(fā)生全反射D夠大時，光線才會發(fā)生全反射C發(fā)生全反射的條件是光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)及入射角i要大于或等于臨界角C，即光線傳播到光纖側(cè)面時的入射角i應(yīng)滿足i90C，90C，故選項C正確8如圖所示，井口大小和深度相同的兩口井，一口是枯井，一口是水井(水面在井口之下)，兩井底部各有一只青蛙，則()A水井中的青蛙覺得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星B枯井中的青蛙覺得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星C水井中的青蛙覺得井口小些，晴天的夜晚，枯井中的青蛙能看到更多的星星D兩只青蛙覺得井口一樣大，

9、晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星B這是一道典型的視野問題，解決視野問題關(guān)鍵是如何確定邊界光線，是誰約束了視野等如本題中由于井口邊沿的約束，而不能看到更大的范圍，據(jù)此根據(jù)邊界作出邊界光線，如圖所示由圖可看出，所以水井中的青蛙覺得井口小些；，所以水井中的青蛙可看到更多的星星故選B.9如圖所示為單反照相機取景器的示意圖，ABCDE為五棱鏡的一個截面，ABBC.光線垂直AB射入，分別在CD和EA上發(fā)生反射，且兩次反射的入射角相等，最后光線垂直BC射出若兩次反射都為全反射，則該五棱鏡折射率的最小值是多少？(計算結(jié)果可用三角函數(shù)表示)解析首先畫出光路圖，如圖所示設(shè)光線射向CD面上時入射角為1，根據(jù)

10、兩次反射的入射角相等，結(jié)合光路圖可得123422.5，又折射率neq f(1,sin C)，當(dāng)臨界角C122.5時，折射率最小，故五棱鏡折射率的最小值為neq f(1,sin 22.5).答案eq f(1,sin 22.5)(建議用時：15分鐘)10如圖所示，已知介質(zhì)為空氣，介質(zhì)的折射率為eq r(2)，則下列說法中正確的是()A光線a、b都不能發(fā)生全反射B光線a、b都能發(fā)生全反射C光線a發(fā)生全反射，光線b不發(fā)生全反射D光線a不發(fā)生全反射，光線b發(fā)生全反射A根據(jù)發(fā)生全反射的條件，光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，介質(zhì)對空氣來說是光密介質(zhì)，光線a不能發(fā)生全反射，光線b可能發(fā)生全反射，臨界角為C，有sin

11、 Ceq f(1,n)eq f(1,r(2)，則C45.題圖中光線b與界面的夾角為60，而此時的入射角為3045，故光線b也不能發(fā)生全反射，故正確選項為A.11如圖所示的等腰直角三角形表示三棱鏡光線垂直于一個面入射，在底面上發(fā)生全反射，由此看出棱鏡的折射率不可能是()A1.7B1.8C1.5D1.36D光線射向底邊的入射角為45，因為發(fā)生全反射，所以臨界角要小于或等于45，故neq r(2)，D不可能12一個半徑為R的玻璃半球，如圖所示，平放在水平桌面上，已知玻璃的折射率為eq r(2)，一束豎直光照射在半球的平面與水平桌面上，結(jié)果在水平桌面上出現(xiàn)一個暗環(huán)，該暗環(huán)的面積為()A.eq f(r(

12、2),2)R2B(eq r(2)1)R2C2(eq r(2)1)R2 D.eq blc(rc)(avs4alco1(f(r(2)1,2)R2C由臨界角定義sin Ceq f(1,n)，得C45，取光線a射到A點的入射角等于45，如答圖所示，則在A點恰好沿AD方向發(fā)生全反射，則只有光線a右側(cè)、O點左側(cè)的光線能射出到水平桌面上取a右側(cè)非?？拷黙的光線，射到球面上發(fā)生折射，由折射定律得到r90，即沿AB方向射到水平桌面上B點a、b之間的光線均發(fā)生全反射，射不到平面上，如答圖所示由幾何關(guān)系得到eq xto(QB)2eq xto(QN)R(2eq r(2)，xReq xto(QB)(eq r(2)1)R暗環(huán)的面積為SR2x22(eq r(2)1)R2.13如圖所示，空氣中有一點光源S到長方形玻璃磚上表面的垂直距離為d，玻璃磚的厚度為eq f(r(3),2)d，從S發(fā)出的光線SA以入射角45入射到玻璃磚上表面，經(jīng)過玻璃磚后從下表面射出已知沿此光線傳播的光從光源S到玻璃磚上表面的傳播時間與在玻璃磚中傳播時間相等求此玻璃磚的折射率n和相應(yīng)的臨界角C.解