人教新課標(biāo)41全反射學(xué)案 省一等獎(jiǎng)

課后集訓(xùn)基礎(chǔ)過(guò)關(guān)1.光在兩種介質(zhì)的界面上發(fā)生全反射，由此可以判定()A.光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)B.光由光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)C.入射角小于臨界角D.入射角等于或大于臨界角答案：AD2.相同顏色的兩束光A和B分別入射到兩種介質(zhì)的分界面MN上，如圖13-7-2所示。若光A在介質(zhì)Ⅰ中的傳播速度為vA=c,光B在介質(zhì)Ⅱ中的傳播速度為vB圖13A.光束A一定發(fā)生全反射B.光束B一定發(fā)生全反射C.光束A、B都不能發(fā)生全反射D.如將光束A的入射角再減小10°，A依然能發(fā)生全反射解析：由題意可知：Ⅰ為真空，Ⅱ的折射率為2，臨介角為30°，所以A一定不會(huì)發(fā)生全反射，B恰好發(fā)生全反射。答案：B3.水中有一點(diǎn)光源，在水面上可以看到一個(gè)圓形亮斑。若亮斑面積在減小，則水中的光源()A.正在向上運(yùn)動(dòng)B.正在向下運(yùn)動(dòng)C.正在水平向右運(yùn)動(dòng)D.正在水平向左運(yùn)動(dòng)答案：A4.兩種透明介質(zhì)對(duì)真空的臨界角分別為C1、C2，且C1>C2，由此可知這兩種介質(zhì)的折射率n1、n2及光在這兩種介質(zhì)中的傳播速度v1、v2的大小關(guān)系是()>n2v1>v2>n2v1<v2<n2v1<v2<n2v1>v2解析：由得n1<n2由得v1>v2答案：D5.一束光線由空氣射向折射率為2的某種介質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是()A.當(dāng)入射角大于45°，一定發(fā)生全反射B.無(wú)論入射角是多大，都不能發(fā)生全反射C.無(wú)論入射角是多大，折射角都不會(huì)超過(guò)45°D.欲使折射角等于30°，入射角應(yīng)為45°解析：因?yàn)楣饩€是由光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)，所以不會(huì)發(fā)生全反射。由得n=且i=45°時(shí)，r=30°，入射角的最大值為90°，此時(shí)對(duì)應(yīng)的折射角為45°。答案：BCD6.以下哪些現(xiàn)象是由于光的全反射形成的()A.將空玻璃試管插入水中，看上去比充滿水的試管要亮得多B.夜晚，湖面上映出了岸上的彩燈C.夏天，海面上出現(xiàn)的海市蜃樓D.在炎熱的夏天，向遠(yuǎn)處的柏油馬路看去，路面特別明亮光滑，像用水淋過(guò)一樣答案：ACD7.如圖13-7-3所示，光源發(fā)出的光經(jīng)狹縫進(jìn)入折射率為的半圓形玻璃磚M，當(dāng)M繞O點(diǎn)(圓心)緩慢地沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，光線OA跟法線之間的夾角γ逐漸_________，光線OA的強(qiáng)度逐漸________，角i與角γ的數(shù)量關(guān)系滿足的等式是________；光線OB與法線的夾角i′逐漸________，光線OB的強(qiáng)度逐漸________，角i與角i′的數(shù)量關(guān)系滿足的等式是________；當(dāng)角i=________時(shí)，光線OA圖13答案：增大，減弱，sini=sinr,增大，增強(qiáng)，i=i′arcsin,全反射8.一束平行光線在三種介質(zhì)形成的兩個(gè)界面上的反射、折射情況如圖13-7-4所示，圖中界面互相平行，如果光在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三種介質(zhì)中的傳播速度分別為v1、v2、v3，則v1、v2、v圖13答案：v1>v3>v29.圖13-7-5是半徑為R的半圓柱形玻璃磚的示意圖。已知光線從a處射入玻璃磚后，在圓心O點(diǎn)恰好發(fā)生全反射(a點(diǎn)在圓弧上，且為弧Mb的中點(diǎn))，則玻璃磚的折射率為多大？與aO平行的光線從頂點(diǎn)b處射入玻璃磚后，其折射光線與圖13解析：由光路圖可知：臨界角∠c=∠1=45°所以折射率?！?=∠1=45°由=n得sin∠3=∴∠3=30°∴OA=Rtg30°=.答案：.綜合運(yùn)用10.水中的空氣泡看上去比較亮，對(duì)這一現(xiàn)象有以下不同的解釋，其中正確的是()A.空氣泡對(duì)光線有會(huì)聚作用，因而較亮B.空氣泡對(duì)光線有發(fā)散作用，因而較亮C.從空氣泡到達(dá)水中的界面處的光一部分發(fā)生全反射，因而較亮D.從水中到達(dá)空氣界面處的光一部分發(fā)生全反射，因而較亮解析：根據(jù)全反射的條件知，當(dāng)光從水中到達(dá)空氣泡的界面處，若光的入射角大于臨界角就會(huì)發(fā)生全反射，因而水中的空氣泡看上去比較亮，故本題正確答案為選項(xiàng)D。答案：D11.光從水晶射向空氣時(shí)發(fā)生全反射的臨界角是多大？解析：光從空氣射入水晶時(shí)入射角和折射角的關(guān)鍵是根據(jù)光路可逆的道理，如果光從水晶射入空氣，上式中的r和i就分別代表入射角和折射角。全反射的臨界角指的是折射角的90°時(shí)的入射角，所以上式中令i=90°，這時(shí)的r就是臨界角C：從表中查得n=,所以sinC=，于是得出光從水晶射向空氣時(shí)發(fā)生全反射的臨界角：C=41°答案：41°12.如圖13-7-6所示，一束光線射到透明介質(zhì)的圖13A.當(dāng)i足夠大時(shí)，在A點(diǎn)將發(fā)生全反射B.當(dāng)i足夠大時(shí)，光從球內(nèi)向外射出時(shí)將發(fā)生全反射C.無(wú)論i多大，在A點(diǎn)都不會(huì)發(fā)生全反射D.無(wú)論i多大，從球內(nèi)向外射出時(shí)，都不會(huì)發(fā)生全反射解析：光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)才可能發(fā)生全反射，因?yàn)楣饩€在A點(diǎn)由空氣進(jìn)入介質(zhì)球時(shí)，肯定不能發(fā)生全反射。光線從介質(zhì)球向外射出的入射角i′是隨著i的增大而增大的，且i′的增大只是逐步接近臨界角，不可能大于臨界角。原因如下：在答圖13-8中，對(duì)于球上任意一點(diǎn)，球面法線一定過(guò)圓心O，設(shè)γ為光線從A點(diǎn)射入時(shí)的折射角，i′為從B點(diǎn)射出時(shí)的入射角，它們?yōu)榈妊切蔚膬傻捉?，因此有i′=γ,根據(jù)折射定律得：sinγ=,即隨著i的增大，r增大，但顯然γ不能大于臨界角C，故i′也不可能大于臨界角。即光線從B點(diǎn)射出時(shí)，也不可能發(fā)生全反射，在B點(diǎn)的反射光線射向D點(diǎn)時(shí)，也不會(huì)發(fā)生全反射?？梢?，答案為CD。答圖13-8答案：CD拓展探究13.已知水的折射率為,在水面下放一個(gè)強(qiáng)點(diǎn)光源S，則可在水面上看到一個(gè)圓形透光面。如果這個(gè)透光面的直徑D為4m，求光源離水面的距離H。圖13解析：在水面上看到的圓形透光面，是水面下點(diǎn)光源發(fā)出的光穿過(guò)水面進(jìn)入空氣而形成的。如果水中點(diǎn)光源發(fā)出的光射向水面時(shí)，入射角大于等于臨界角，這些光線將發(fā)生全反射，則光不能穿過(guò)水面。如答圖13-9所示，點(diǎn)光源S發(fā)出的光線SA、SB到達(dá)水面時(shí)，恰好發(fā)生全反射，C是臨界角，在AB區(qū)域內(nèi)有光射入空氣。由幾何關(guān)系可知：tanC=而所以答圖13-9答案：1.76m14.如圖13-7圖13(1)這條光線能否從側(cè)面射出？(2)如果光線能從上述側(cè)面射出，那么玻璃材料的折射率應(yīng)滿足什么條件？解析：畫出光路答圖13-10答圖13-10(1)玻璃對(duì)空氣的臨界角為C=arcsin=arcsin=°在玻璃體的上表面，光由空氣射向玻璃，所以，折射角γ總是小于臨界角°)，在正方體