人科版選修3-4課時(shí)提升作業(yè)1313.2全反射

課時(shí)提升作業(yè)十三全反射（40分鐘100分）f基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)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(huì)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(yuǎn)處車、人的倒影。但當(dāng)你靠近“水面”時(shí)，它也隨你靠近而后退。對(duì)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(chǎn)生的幻覺C.太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)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(bǔ)償訓(xùn)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(yáng)光照耀下格外明亮B.直棒斜插入水中時(shí)呈現(xiàn)彎折現(xiàn)象C.口渴的沙漠旅行者，往往會(huì)看到前方有一潭晶瑩的池水，當(dāng)他們喜出望外地奔向那潭池水時(shí)，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(cè)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(yáng)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(shí)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(huì)看到前方有一潭晶瑩的池水，是折射的現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤；盛水的玻璃杯中放一空試管，用燈光照亮玻璃杯側(cè)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(guān)于光纖的說(shuō)法，正確的是 （ ）A.光纖是由高級(jí)金屬制成的，所以它比普通電線容量大B.光纖是非常細(xì)的特制玻璃絲，但導(dǎo)電性能特別好，所以它比普通電線衰減小C.光纖是非常細(xì)的特制玻璃絲，由內(nèi)芯和外套兩層組成，光纖是利用全反射原理來(lái)實(shí)現(xiàn)光的傳導(dǎo)的D.在實(shí)際應(yīng)用中，光纖必須呈筆直狀態(tài)，因?yàn)閺澢墓饫w是不能傳導(dǎo)光的【解析】選Co光導(dǎo)纖維的作用是傳導(dǎo)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(nèi)芯和外套兩層組成，內(nèi)芯的折射率比外套的大。載有聲音、圖象及各種數(shù)字信號(hào)的激光傳播時(shí)，在內(nèi)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(qiáng)等特點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，光纖是可以彎曲的，選項(xiàng)C正確。

3.（2018?東城高二檢測(cè)）有一束波長(zhǎng)為6X10-7m的單色光從空氣射入某種透明介質(zhì)，入射角為 45°,折射角為30°,則下列說(shuō)法正確的是（ ）7A.介質(zhì)的折射率是、上B.這束光在介質(zhì)中傳播的速度是B.這束光在介質(zhì)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(zhì)的折射率為n=【解析】選Q該介質(zhì)的折射率為n=,A錯(cuò)誤；光在介質(zhì)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(cuò)誤，C正確；因?yàn)閟inC=，；=…,該束光的全反射臨界角為45。，D錯(cuò)誤。【補(bǔ)償訓(xùn)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(diǎn)為圓心,將玻璃磚緩慢轉(zhuǎn)過(guò)。角時(shí),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(zhuǎn)過(guò)。角時(shí),【解析】選B。由圖可知,當(dāng)將玻璃磚緩慢轉(zhuǎn)過(guò)0角時(shí)入射角也是【解析】選B。由圖可知,當(dāng)將玻璃磚緩慢轉(zhuǎn)過(guò)0角時(shí)入射角也是0,故sinC=sin0=所以門=5?門8,故選項(xiàng)B正確。0sin—A.2A.4.（2018?鄭州高二檢測(cè)）如圖所示，光液面?zhèn)鞲衅饔幸粋€(gè)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(nèi)壁與反射光板之間來(lái)回發(fā)生反射，進(jìn)入到玻璃管底部，然后在另一側(cè)反射而出（與光纖原理相同）。當(dāng)透明液體的折射率大于管壁玻璃的折射率時(shí)，就可以通過(guò)光液面?zhèn)鞲衅鞅O(jiān)測(cè)出射光的強(qiáng)弱來(lái)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(shuō)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(qiáng)度增強(qiáng)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(qiáng)度減弱D.玻璃管被液體包住之后，出射光強(qiáng)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(zhì)空氣，光線發(fā)生全反射，沒有光線從玻璃管中射出。當(dāng)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(jìn)入液體，反射光的強(qiáng)度會(huì)減弱，故C項(xiàng)正確。L,它的玻璃芯的折射率為 m,外一端射出的過(guò)程，下列判斷中正確的是A.ni<n2,光通過(guò)光纜的時(shí)間等于L,它的玻璃芯的折射率為 m,外一端射出的過(guò)程，下列判斷中正確的是A.ni<n2,光通過(guò)光纜的時(shí)間等于B.ni<n2,光通過(guò)光纜的時(shí)間大于C.m>n2,光通過(guò)光纜的時(shí)間等于D.m>n2,光通過(guò)光纜的時(shí)間大于【解析】選Do光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì),才可能發(fā)生全反射，故由>①；光在內(nèi)芯傳播的路程5.如圖所示是兩個(gè)城市間的光纜中的一條光導(dǎo)纖維的一段，光纜總長(zhǎng)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(duì)于光由它的一端射入經(jīng)多次全反射后從另光在內(nèi)芯的傳播速度￡”一v=*L所以t=光在內(nèi)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(jìn)入棱鏡后的光路圖應(yīng)為 （ ）【解析】選D=光線垂直AB面射入，在到達(dá)AC面上時(shí)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(dá) 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(jīng)BC面反射到AC面上，此時(shí)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(jīng)出，D項(xiàng)正確?！净?dòng)探究】若光線從空氣垂直射到斜邊AC上，請(qǐng)畫出大致的光路圖（【互動(dòng)探究】若光線從空氣垂直射到斜邊AC上，請(qǐng)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(gè)透明玻璃球的折射率為一束足夠強(qiáng)的細(xì)光束在過(guò)球心的平面內(nèi)，以7.如圖所示，一個(gè)透明玻璃球的折射率為一束足夠強(qiáng)的細(xì)光束在過(guò)球心的平面內(nèi)，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(gè)方向觀察玻璃球，能看到從玻璃球內(nèi)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(nèi)射出的0=30。。光路圖如圖所示。所以從玻璃球內(nèi)射出的二、非選擇題（14分）8.（2018?全國(guó)卷H）如圖，△ABC是一直角三棱鏡白^橫截面，/A=90°,/B=60°,一細(xì)光束從BC邊的D點(diǎn)折射后，射到AC邊的E點(diǎn)，發(fā)生全反射后經(jīng)AB邊白F點(diǎn)射出。EG垂直于AC交BC于G,D恰好是CG的中點(diǎn)。不計(jì)多次反射。B（1）求出射光相對(duì)于D點(diǎn)的入射光的偏角。（2）為實(shí)現(xiàn)上述光路，棱鏡折射率的取值應(yīng)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(guān)系得i2=r2=60°,r1=i3=30°④F點(diǎn)的出射光相對(duì)于D點(diǎn)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(yīng)為24T<n<2答案：(1)60°(2)-^<n<2*能力提升.(15分)(1)(多選)關(guān)于全反射，下列說(shuō)法中正確的是 ( )A.發(fā)生全反射時(shí)，仍有折射光線，只是折射光線非常弱，因此可以認(rèn)為不存在折射光線而只有反射光線B.光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，一定會(huì)發(fā)生全反射C.光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，不一定會(huì)發(fā)生全反射D.光線從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時(shí)，不可能發(fā)生全反射E.水或玻璃中的氣泡看起來(lái)特別亮，是因?yàn)楣鈴乃虿Ａ湎驓馀輹r(shí)在界面發(fā)生了全反射(2)(2018?咸陽(yáng)高二檢測(cè))由于激光是亮度高、平行度好、單色性好的相干光，所以光導(dǎo)纖維中用激光作為高速傳輸信息的載體。要使射到粗細(xì)均勻的圓形光導(dǎo)纖維一個(gè)端面上的激光束都能從另一個(gè)端面射出，而不會(huì)從側(cè)壁“泄漏”出來(lái)，光導(dǎo)纖維所用材料的折射率至少應(yīng)為多少？ (假設(shè)光纖外套折射率與空氣相同)【解析】(1)選CDE。光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)， 當(dāng)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(cuò)；光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)入射角必須大于等于臨界角才能發(fā)生全反射，故B錯(cuò)，C對(duì)；光線從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時(shí)，不可能發(fā)生全反射，故 D對(duì)；當(dāng)光從水或玻璃射向氣泡時(shí)，在界面上發(fā)生了全反射，使氣泡看起來(lái)特別亮，選項(xiàng) E對(duì)。(2)設(shè)激光束在光導(dǎo)纖維前端的入射角為0 1,折射角為02,折射光線射向側(cè)面時(shí)的入射角為0 3,如圖所示。由折射定律n='：""由幾何關(guān)系。2+0由幾何關(guān)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(yīng)有。1要保證從端面射入的任何光線都能發(fā)生全反射，應(yīng)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(guān)于光的全反射和光纖的應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是A.光由不同介質(zhì)射入真空或空氣時(shí)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(zhì)D.光纖通信是光導(dǎo)纖維的唯一應(yīng)用E.光導(dǎo)纖維的工作原理是光的全反射（2）（2018?西安高二檢測(cè)）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(xì)束單色光從P點(diǎn)垂直于側(cè)面射入透明體，從M點(diǎn)射出的光線照射到水平面上的B點(diǎn)，已知光從P點(diǎn)垂直于側(cè)面射入透明體，從M點(diǎn)射出的光線照射到水平面上的B點(diǎn)，已知OP?O測(cè)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(diǎn)到 O點(diǎn)的距離應(yīng)滿足什么條件：【解析】（1）選A、B、E。不同介質(zhì)的折射率不同，所以光由不同的介質(zhì)射入真空或空氣時(shí)臨界角不同,項(xiàng)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(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)才能發(fā)生全反射,C項(xiàng)錯(cuò)；光纖通信C項(xiàng)錯(cuò)；光纖通信D項(xiàng)錯(cuò)；光導(dǎo)纖維的工作原理是光的全D項(xiàng)錯(cuò)；光導(dǎo)纖維的工作原理是光的全反射，E項(xiàng)正確。(2)①過(guò)M點(diǎn)作法線交于。點(diǎn),如圖所示，在^OPW,0P1sina=0M=2解得a=30°。La過(guò)M點(diǎn)作OB的垂線交OB于N點(diǎn)，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(guān)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(diǎn)到 。點(diǎn)的距離應(yīng)滿足【補(bǔ)償訓(xùn)練】【補(bǔ)償訓(xùn)練】。點(diǎn)如圖是一個(gè)半徑為R的半球形透明物體的截面圖，其軸線 OA水平。現(xiàn)用一細(xì)束單色光水平入射到距。點(diǎn)3R處的C點(diǎn)，此時(shí)透明體左側(cè)恰好不再有光線射出。"五…~R………O(1)求透明體對(duì)該單色光的折射率。R(2)將細(xì)光束平移到距。點(diǎn)2處，求出射光線與OA軸線的交點(diǎn)距。點(diǎn)的距離?！窘馕觥?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(guān)系得：與3"\號(hào)sinC==f1故:n=5inC=\'3(2)如圖所示，光束由D點(diǎn)水平射入，在E點(diǎn)發(fā)生折射，入射角為/OED=%,折射角為/MEF邛，

由幾何關(guān)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(guān)系可知：/FOE=z,/OFE邛-a=a,則出射光線與OA軸線的交點(diǎn)F與。點(diǎn)的距離為OF=