人科版選修3-4課時提升作業(yè)1313.2全反射

課時提升作業(yè)十三全反射（40分鐘100分）f基礎達標一、選擇題（本題共7小題，每小題8分，共56分）1.酷熱的夏天，在平坦的柏油公路上，你會看到在一定距離之外，地面顯得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎還能看到遠處車、人的倒影。但當你靠近“水面”時，它也隨你靠近而后退。對此現(xiàn)象正確的解釋是（ ）A.出現(xiàn)的是“海市蜃樓”，是由光的折射造成的B.“水面”不存在，是由于酷熱難耐，人產生的幻覺C.太陽輻射到地面，使地表溫度升高，折射率大，發(fā)生全反射D.太陽輻射到地面，使地表溫度升高，折射率小，發(fā)生全反射【解析】選D=在太陽光照射下，地表溫度升高，地面附近空氣的折射率變小，光發(fā)生全反射， D正確?！狙a償訓練】（多選）下述現(xiàn)象哪些是由于全反射造成的 （ ）A.露水珠或噴泉的水珠，在陽光照耀下格外明亮B.直棒斜插入水中時呈現(xiàn)彎折現(xiàn)象C.口渴的沙漠旅行者，往往會看到前方有一潭晶瑩的池水，當他們喜出望外地奔向那潭池水時，池水卻總是可望而不可及D.在盛水的玻璃杯中放一空試管，用燈光照亮玻璃杯側面，在水面上觀察水中的試管，看到試管壁特別明亮【解析】選A、Do露水珠或噴泉的水珠，在陽光照耀下在部分位置發(fā)生全反射， 所以格外明亮，故A正確;直棒斜插入水中時呈現(xiàn)彎折現(xiàn)象是由于光的折射，故 B不正確；口渴的沙漠旅行者，往往會看到前方有一潭晶瑩的池水，是折射的現(xiàn)象，故C錯誤；盛水的玻璃杯中放一空試管，用燈光照亮玻璃杯側面，在水面上觀察水中的試管，看到試管壁特別明亮，是由于發(fā)生了全反射，故 D正確。2.關于光纖的說法，正確的是 （ ）A.光纖是由高級金屬制成的，所以它比普通電線容量大B.光纖是非常細的特制玻璃絲，但導電性能特別好，所以它比普通電線衰減小C.光纖是非常細的特制玻璃絲，由內芯和外套兩層組成，光纖是利用全反射原理來實現(xiàn)光的傳導的D.在實際應用中，光纖必須呈筆直狀態(tài)，因為彎曲的光纖是不能傳導光的【解析】選Co光導纖維的作用是傳導光，它是直徑為幾微米到一百微米之間的特制玻璃絲，且由內芯和外套兩層組成，內芯的折射率比外套的大。載有聲音、圖象及各種數(shù)字信號的激光傳播時，在內芯和外套的界面上發(fā)生全反射，光纖具有容量大、衰減小、抗干擾性強等特點。在實際應用中，光纖是可以彎曲的，選項C正確。

3.（2018?東城高二檢測）有一束波長為6X10-7m的單色光從空氣射入某種透明介質，入射角為 45°,折射角為30°,則下列說法正確的是（ ）7A.介質的折射率是、上B.這束光在介質中傳播的速度是B.這束光在介質中傳播的速度是1.5X108m/sC.這束光的頻率是5X1014HzD.這束光發(fā)生全反射的臨界角是D.這束光發(fā)生全反射的臨界角是30°sm45°3sm45°3x10H【解析】選Q該介質的折射率為n=【解析】選Q該介質的折射率為n=,A錯誤；光在介質中傳播的速度是v刀\23X10口二-二--7九6xm/s=2x108m/s,該束光的頻率為 f=Hz=5X1014Hz,B錯誤，C正確；因為sinC=，；=…,該束光的全反射臨界角為45。，D錯誤?！狙a償訓練】如圖所示，一束單色光沿半圓柱形玻璃磚的半徑垂直 ab面入射，有光線從ab面射出。以。點為圓心,將玻璃磚緩慢轉過。角時,恰好沒有光線從ab面射出，則該玻璃磚的折射率為 （ ）將玻璃磚緩慢轉過。角時,【解析】選B。由圖可知,當將玻璃磚緩慢轉過0角時入射角也是【解析】選B。由圖可知,當將玻璃磚緩慢轉過0角時入射角也是0,故sinC=sin0=所以門=5?門8,故選項B正確。0sin—A.2A.4.（2018?鄭州高二檢測）如圖所示，光液面?zhèn)鞲衅饔幸粋€像試管模樣的玻璃管，中央插一塊兩面反光的玻璃板，入射光線在玻璃管內壁與反射光板之間來回發(fā)生反射，進入到玻璃管底部，然后在另一側反射而出（與光纖原理相同）。當透明液體的折射率大于管壁玻璃的折射率時，就可以通過光液面?zhèn)鞲衅鞅O(jiān)測出射光的強弱來判定玻璃管是否被液體包住了，從而了解液面的高度。以下說法正確的是

入射出鰻反光根?出入射出鰻反光根?出射光戲A.玻璃管被液體包住之后，出射光強度增強B.玻璃管被液體包住之后，出射光消失C.玻璃管被液體包住之后，出射光強度減弱D.玻璃管被液體包住之后，出射光強度不變【解析】選Co玻璃管被液體包住之前，由于玻璃管之外是光疏介質空氣，光線發(fā)生全反射，沒有光線從玻璃管中射出。當玻璃管被透明液體包住之后，如果液體的折射率大于玻璃的折射率，光線不再發(fā)生全反射，有一部分光線進入液體，反射光的強度會減弱，故C項正確。L,它的玻璃芯的折射率為 m,外一端射出的過程，下列判斷中正確的是A.ni<n2,光通過光纜的時間等于L,它的玻璃芯的折射率為 m,外一端射出的過程，下列判斷中正確的是A.ni<n2,光通過光纜的時間等于B.ni<n2,光通過光纜的時間大于C.m>n2,光通過光纜的時間等于D.m>n2,光通過光纜的時間大于【解析】選Do光從光密介質射入光疏介質,才可能發(fā)生全反射，故由>①；光在內芯傳播的路程5.如圖所示是兩個城市間的光纜中的一條光導纖維的一段，光纜總長為層材料的折射率為 n2o若光在空氣中的傳播速度近似為 c,則對于光由它的一端射入經多次全反射后從另光在內芯的傳播速度￡”一v=*L所以t=光在內芯的傳播速度￡”一v=*L所以t=v=csine故D正確。6.如圖所示，一束光從空氣垂直射到直角棱鏡的 AB面上，已知棱鏡材料的折射率為 1.4,則這束光進入棱鏡后的光路圖應為 （ ）【解析】選D=光線垂直AB面射入，在到達AC面上時入射角i=60°,因光線的臨界角 C滿足sinC=〃，C=45,i>C,所以光線在 AC面發(fā)生全反射；光線到達 BC面上的入射角i'=30。，由于i' <C,所以有部分光線從BC面射出，還有部分光線經BC面反射到AC面上，此時入射角等于零度，光線垂直于 部分光線從BC面射出，還有部分光線經出，D項正確?！净犹骄俊咳艄饩€從空氣垂直射到斜邊AC上，請畫出大致的光路圖（【互動探究】若光線從空氣垂直射到斜邊AC上，請畫出大致的光路圖（不發(fā)生全反射）?！窘馕觥抗饴穲D如圖所示。答案：見解析7.如圖所示，一個透明玻璃球的折射率為一束足夠強的細光束在過球心的平面內，以7.如圖所示，一個透明玻璃球的折射率為一束足夠強的細光束在過球心的平面內，以45。入射角由真空射入玻璃球后，在玻璃球與真空的交界面處發(fā)生多次反射和折射，從各個方向觀察玻璃球，能看到從玻璃球內射出的光線的條數(shù)是 （ ）A.2B.3C.4D.5A.2B.3C.4D.50=30。。光路圖如圖所示。所以從玻璃球內射出的0=30。。光路圖如圖所示。所以從玻璃球內射出的二、非選擇題（14分）8.（2018?全國卷H）如圖，△ABC是一直角三棱鏡白^橫截面，/A=90°,/B=60°,一細光束從BC邊的D點折射后，射到AC邊的E點，發(fā)生全反射后經AB邊白F點射出。EG垂直于AC交BC于G,D恰好是CG的中點。不計多次反射。B（1）求出射光相對于D點的入射光的偏角。（2）為實現(xiàn)上述光路，棱鏡折射率的取值應在什么范圍?【解析】（1）光線在BC面上折射，由折射定律有sini1=nsinr1 ①式中，n為棱鏡的折射率，i1和r1分別是該光線在BC面上的入射角和折射角。 光線在AC面上發(fā)生全反射,由反射定律有i2=r2 ②式中i2和r2分別是該光線在AC面上的入射角和反射角。光線在AB面上發(fā)生折射，由折射定律有nsini3=sinr3③式中i3和r3分別是該光線在AB面上的入射角和折射角。由幾何關系得i2=r2=60°,r1=i3=30°④F點的出射光相對于D點的入射光的偏角為6=(ri-ii)+(180°-i2-r2)+(r3-i3)⑤由①②③④⑤式得8=60°⑥(2)光線在AC面上發(fā)生全發(fā)射，光線在 AB面上不發(fā)生全反射，有nsini2>nsinC>nsini3⑦式中C是全反射臨界角，滿足nsinC=1 ⑧由④⑦⑧式知，棱鏡的折射率 n的取值范圍應為24T<n<2答案：(1)60°(2)-^<n<2*能力提升.(15分)(1)(多選)關于全反射，下列說法中正確的是 ( )A.發(fā)生全反射時，仍有折射光線，只是折射光線非常弱，因此可以認為不存在折射光線而只有反射光線B.光線從光密介質射向光疏介質時，一定會發(fā)生全反射C.光線從光密介質射向光疏介質時，不一定會發(fā)生全反射D.光線從光疏介質射向光密介質時，不可能發(fā)生全反射E.水或玻璃中的氣泡看起來特別亮，是因為光從水或玻璃射向氣泡時在界面發(fā)生了全反射(2)(2018?咸陽高二檢測)由于激光是亮度高、平行度好、單色性好的相干光，所以光導纖維中用激光作為高速傳輸信息的載體。要使射到粗細均勻的圓形光導纖維一個端面上的激光束都能從另一個端面射出，而不會從側壁“泄漏”出來，光導纖維所用材料的折射率至少應為多少？ (假設光纖外套折射率與空氣相同)【解析】(1)選CDE。光從光密介質射向光疏介質時， 當入射角增大到某一角度后， 折射光線完全消失，只剩下反射光線的現(xiàn)象叫全反射，故 A錯；光線從光密介質射向光疏介質時入射角必須大于等于臨界角才能發(fā)生全反射，故B錯，C對；光線從光疏介質射向光密介質時，不可能發(fā)生全反射，故 D對；當光從水或玻璃射向氣泡時，在界面上發(fā)生了全反射，使氣泡看起來特別亮，選項 E對。(2)設激光束在光導纖維前端的入射角為0 1,折射角為02,折射光線射向側面時的入射角為0 3,如圖所示。由折射定律n='：""由幾何關系。2+0由幾何關系。2+03=90°,則sin02=C0S03要保證從端面射入的任何光線都能發(fā)生全反射，應有。1要保證從端面射入的任何光線都能發(fā)生全反射，應有。1sin協(xié)sin%1n故n=*E九2=,足?1,解得n=\2。1=90°,sin0i=1,答案：（1）C答案：（1）C、D、E（2）2.（15分2.（15分）（1）（多選）關于光的全反射和光纖的應用，下列說法正確的是A.光由不同介質射入真空或空氣時臨界角不同B.入射角大于臨界角，不一定發(fā)生全反射C.玻璃是光密介質D.光纖通信是光導纖維的唯一應用E.光導纖維的工作原理是光的全反射（2）（2018?西安高二檢測）半徑為R的四分之一圓柱形透明體，圓心為O,放置在一水平面上。一細束單色光從P點垂直于側面射入透明體，從M點射出的光線照射到水平面上的B點，已知光從P點垂直于側面射入透明體，從M點射出的光線照射到水平面上的B點，已知OP?O測得QB間的距離為\,R,求:①透明體材料的折射率為②若要使折射光線消失，則入射點到 O點的距離應滿足什么條件：【解析】（1）選A、B、E。不同介質的折射率不同，所以光由不同的介質射入真空或空氣時臨界角不同,項正確；入射角大于臨界角，不一定發(fā)生全反射，還要光從光密介質進入光疏介質才能發(fā)生全反射,C項錯；光纖通信C項錯；光纖通信D項錯；光導纖維的工作原理是光的全D項錯；光導纖維的工作原理是光的全反射，E項正確。(2)①過M點作法線交于。點,如圖所示，在^OPW,0P1sina=0M=2解得a=30°。La過M點作OB的垂線交OB于N點，易得ON=2Rx3則:NB=OB-ON=：RMNx/3在△NBM43,tan”NB=3聯(lián)立以上解得3=30°由幾何關系可知0=60°sin8透明體的折射率：n=Si鹿口聯(lián)立以上解得：n=?3；1②由sinC=聯(lián)立解得:sinC=1由OP=RsinC罔聯(lián)立可得：OP'='R若要使折射光線消失，則入射點到 。點的距離應滿足【補償訓練】【補償訓練】。點如圖是一個半徑為R的半球形透明物體的截面圖，其軸線 OA水平?，F(xiàn)用一細束單色光水平入射到距。點3R處的C點，此時透明體左側恰好不再有光線射出。"五…~R………O(1)求透明體對該單色光的折射率。R(2)將細光束平移到距。點2處，求出射光線與OA軸線的交點距。點的距離。【解析】(1)如圖所示，光束由C處水平射入，在B處發(fā)生全反射，/OBE臨界角由幾何關系得：與3"\號sinC==f1故:n=5inC=\'3(2)如圖所示，光束由D點水平射入，在E點發(fā)生折射，入射角為/OED=%,折射角為/MEF邛，

由幾何關系得sina=八=/，解得:a=30°,sin[i由折射定律得：n=sEa=\3,解得:3=60°,由幾何關系可知：/FOE=z,/OFE邛-a=a,則出射光線與OA軸線的交點F與。點的距離為OF=