（浙江專版）2019年高中物理 第十三章 光 課時跟蹤檢測（十二）全反射（含解析）新人教版選修3-4

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1、全反射 一、單項選擇題 1．關(guān)于全反射，下列敘述中正確的是(　　) A．發(fā)生全反射時仍有折射光線，只是折射光線非常弱 B．光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時，一定會發(fā)生全反射現(xiàn)象 C．光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時，可能不發(fā)生全反射現(xiàn)象 D．光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時，可能發(fā)生全反射現(xiàn)象 解析：選C　全反射發(fā)生的條件是光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)和入射角大于等于臨界角，二者缺一不可，故選項B、D錯誤，C正確；發(fā)生全反射時，折射光線全部消失，只剩下反射光線，選項A錯誤。 2．空氣中兩條光線a和b從方框左側(cè)入射，分別從方框下方和上方射出，其框外光線如圖所示。方框內(nèi)有兩個折射率 n＝1.5 的玻

2、璃全反射棱鏡。選項中給出了兩棱鏡四種放置方式的示意圖，能產(chǎn)生圖中光路效果的是(　　) 解析：選B　四個選項產(chǎn)生光路效果如圖所示。 可知，B正確。 3．光線在玻璃和空氣的分界面上發(fā)生全反射的條件是(　　) A．光從玻璃射到分界面上，入射角足夠小 B．光從玻璃射到分界面上，入射角足夠大 C．光從空氣射到分界面上，入射角足夠小 D．光從空氣射到分界面上，入射角足夠大 解析：選B　發(fā)生全反射的條件：光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，入射角大于或等于臨界角，B正確。 4．已知介質(zhì)對某單色光的臨界角為C，下列說法不正確的是(　　) A．該介質(zhì)對此單色光的折射率等于 B．此單色光在該介

3、質(zhì)中的傳播速度等于c·sin C(c是光在真空中的傳播速度) C．此單色光在該介質(zhì)中的傳播波長是在真空中波長的sin C倍 D．此單色光在該介質(zhì)中的頻率是在真空中的倍 解析：選D　由臨界角的計算式sin C＝，得n＝，選項A正確；將n＝代入sin C＝，得sin C＝，故v＝csin C，選項B正確；設此單色光的頻率為f，在真空中的波長為λ0，在該介質(zhì)中的波長為λ，由波長、頻率、光速的關(guān)系得c＝λ0f，v＝λf，故sin C＝＝，λ＝λ0sin C，選項C正確；該單色光由真空傳入介質(zhì)時，頻率不發(fā)生變化，選項D不正確。 5．如圖所示，口徑較大、充滿水的薄壁圓柱形淺玻璃缸底有一發(fā)光小球，則

4、(　　) A．小球必須位于缸底中心才能從側(cè)面看到小球 B．小球所發(fā)的光能從水面任何區(qū)域射出 C．小球所發(fā)的光從水中進入空氣后頻率變大 D．小球所發(fā)的光從水中進入空氣后傳播速度變大 解析：選D　只要不發(fā)生全反射，小球放在缸底什么位置都可以從側(cè)面看到，選項A錯誤；只有小于臨界角的光才能從水面射出，選項B錯誤；光的頻率是由光源決定的，光從水中射入空氣后頻率不變，選項C錯誤；由公式n＝知，光在空氣中的傳播速度較大，選項D正確。 6．如圖，一束光由空氣射向半圓柱體玻璃磚，O點為該玻璃磚截面的圓心，圖中能正確描述其光路的是(　　) 解析：選A　光只有從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)且入射角大于

5、等于全反射臨界角時才會發(fā)生全反射現(xiàn)象，而玻璃相對于空氣是光密介質(zhì)，故B項錯；由折射定律可知，光由空氣射入玻璃，入射角大于折射角，D項錯；由光路可逆原理可知，光由玻璃射入空氣，入射角小于折射角，C項錯，故A項對。 二、多項選擇題 7.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的夾角為θ＝30°，E、F分別為AB、BC的中點，則(　　) A．該棱鏡的折射率為 B．光在F點發(fā)生全反射 C．從F點出射的光束與入射到E點的光束不平行 D．從F點出射的光束與入射到E點的光束平行 解析：選AC　在E點作出法線可知入射角為60°，折射角

6、為30°，折射率為，選項A正確；由光路的可逆性可知，在BC邊上的入射角小于臨界角，不會發(fā)生全反射，選項B錯誤；從F點出射的反射光線與法線的夾角為30°，折射光線與法線的夾角為60°，由幾何關(guān)系知，不會與入射到E點的光束平行，選項C正確，D錯誤。 8．如圖所示，半徑為R的半圓形透明材料，折射率n＝2.0。一束平行光從空氣以垂直于其底面的方向射入，則下列說法正確的是(　　) A．所有光線都能透過這種材料 B．只有距圓心O兩側(cè)范圍內(nèi)的光才能通過 C．射出的光束會形成發(fā)散光束 D．射出的光束會形成會聚光束 解析：選BD　平行光射到底面時，光線與界面垂直，方向不變，繼續(xù)射到球面時，距圓心O兩

7、側(cè)范圍內(nèi)的光線入射角小于臨界角C＝arcsin ＝30°，發(fā)生折射形成會聚光束，范圍外的光線發(fā)生全反射。故B、D正確。 三、非選擇題 9.如圖所示，一段橫截面為正方形的玻璃棒，中間部分彎成四分之一圓弧形狀，一細束單色光由MN端面的中心垂直射入，恰好能在弧面EF上發(fā)生全反射，然后垂直PQ端面射出。 (1)求該玻璃棒的折射率。 (2)若將入射光向N端平移，當?shù)谝淮紊涞交∶鍱F上時________(填“能”“不能”或“無法確定能否”)發(fā)生全反射。 解析：(1)如圖所示，單色光照射到弧面EF上時剛好發(fā)生全反射，由全反射的條件得C＝45°① 由折射定律得n＝② 聯(lián)立①②式得n＝。 (2)

8、當入射光向N端平移時，入射角變大，即入射角大于臨界角，能發(fā)生全反射。 答案：(1)　(2)能 10．如圖所示，一棱鏡的截面為直角三角形ABC，∠A＝30°，斜邊AB＝a。棱鏡材料的折射率為n＝。在此截面所在的平面內(nèi)，一條光線以45°的入射角從AC邊的中點M射入棱鏡。畫出光路圖，并求出光線從棱鏡射出的點的位置(不考慮光線沿原路返回的情況)。 解析：設入射角為θ1，折射角為θ2，由折射定律得 n＝＝① 由已知條件及①式得θ2＝30°② 如果入射光線在法線的右側(cè)，光路圖如圖甲所示。 設出射點為F，由幾何關(guān)系可得 AF＝a③ 即出射點在AB邊上離A點a的位置。 如果入射光線在法線的左側(cè)，光路圖如圖乙所示。設折射光線與AB的交點為D。由幾何關(guān)系可知，光線在D點的入射角θ1′＝60°④ 設全反射的臨界角為C，則 sin C＝⑤ 由⑤和已知條件得C＝45°⑥ 因此，光在D點發(fā)生全反射。 設此光線的出射點為E，由幾何關(guān)系得∠DEB＝90° BD＝a－2AF⑦ BE＝DBsin 30°⑧ 聯(lián)立③⑦⑧式得BE＝a 即出射點在BC邊上離B點a的位置。 答案：見解析 - 5 -