2020版新教材高中物理 課時分層作業(yè)16 全反射（含解析）新人教版必修第一冊

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1、課時分層作業(yè)(十六)　 (建議用時：45分鐘) [基礎(chǔ)達標(biāo)練] 1．下列說法正確的是(　　) A．因為水的密度大于酒精的密度，所以水是光密介質(zhì) B．因為水的折射率小于酒精的折射率，所以水對酒精來說是光疏介質(zhì) C．同一束光，在光密介質(zhì)中的傳播速度較大 D．同一束光，在光密介質(zhì)中的傳播速度較小 E．光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)有可能不發(fā)生全反射 解析：因為水的折射率為1.33，酒精的折射率為1.36，所以水對酒精來說是光疏介質(zhì)；由v＝c/n可知，光在光密介質(zhì)中的速度較?。? 答案：BDE 2．如圖所示，ABCD是兩面平行的透明玻璃，AB面和CD面平行，它們是玻璃和空氣的界面，設(shè)為界

2、面1和界面2.光線從界面1射入玻璃磚，再從界面2射出，回到空氣中，如果改變光到達界面1時的入射角，則(　　) A．只要入射角足夠大，光線在界面1上可能發(fā)生全反射現(xiàn)象 B．只要入射角足夠大，光線在界面2上可能發(fā)生全反射現(xiàn)象 C．不管入射角多大，光線在界面1上都不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象 D．不管入射角多大，光線在界面2上都不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象 E．光線穿過玻璃磚后傳播方向不變，只發(fā)生側(cè)移 解析：在界面1，光由空氣進入玻璃磚，是由光疏介質(zhì)進入光密介質(zhì)，不管入射角多大，都不能發(fā)生全反射現(xiàn)象；在界面2，光由玻璃磚進入空氣，是由光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)，由于界面1和界面2平行，光由界面1進入玻璃后

3、再到達界面2，在界面2上的入射角等于在界面1上的折射角，因此入射角總是小于臨界角，也不會發(fā)生全反射現(xiàn)象． 答案：CDE 3．光從介質(zhì)1通過兩種介質(zhì)的交界面進入介質(zhì)2的光路如圖所示．下列論述正確的是(　　) A．光在介質(zhì)1中的傳播速度較大 B．光在介質(zhì)2中的傳播速度較大 C．光從介質(zhì)1射向兩種介質(zhì)的交界面時，不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象 D．光從介質(zhì)2射向兩種介質(zhì)的交界面時，可能發(fā)生全反射現(xiàn)象 E．光從介質(zhì)2射向兩種介質(zhì)的交界面時，不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象 解析：光從介質(zhì)1進入介質(zhì)2的光路如題圖，入射角大于折射角，即從光疏介質(zhì)入射到光密介質(zhì)，所以光線在介質(zhì)1中傳播速度較大，A對B錯．光線

4、從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)可能發(fā)生全反射即從介質(zhì)2到介質(zhì)1，CD對，E錯． 答案：ACD 4．下列現(xiàn)象中是由于全反射造成的是(　　) A．露珠在陽光下格外明亮 B．直棒斜插入水中時，呈現(xiàn)彎折現(xiàn)象 C．海市蜃樓 D．在炎熱夏天的柏油馬路上，遠處的路面顯得格外明亮 E．水杯盛水后，看上去杯子變淺 解析： 答案：ACD 5．如圖所示，一束光從空氣中射向折射率n＝的某種玻璃的表面，i表示入射角，則下列說法中確的是(　　) A．當(dāng)i＞45°時會發(fā)生全反射現(xiàn)象 B．無論入射角是多大，折射角r都不會超過45° C．欲使折射角r＝30°，應(yīng)以i＝45°的角度入射 D．當(dāng)入射角i＝

5、arctan時，反射光線跟折射光線恰好垂直 E．當(dāng)入射角i＝arctan時，反射光線跟折射光線恰好垂直 解析：當(dāng)入射光由光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)時，無論入射角多大，都不會發(fā)生全反射，故A項錯誤．由n＝＝，當(dāng)i＝90°時，r＝45°，故B項對．由＝，當(dāng)r＝30°時，i＝45°，C項對．由i＝arctan，得到tan i＝，設(shè)折射角為r，從而求出sin i＝cos r＝，cos i＝sin r＝，可知i＋r＝90°，反射光線跟折射光線恰好垂直，D項也對． 答案：BCD 6．下列說法正確的是(　　) A．在水中的潛水員斜向上看岸邊的物體時，看到的物體的像將比物體所處的實際位置高 B．光纖通信

6、是一種現(xiàn)代通信手段，它是利用光的全反射原理來傳遞信息的 C．玻璃杯裂縫處在光的照射下，看上去比周圍明顯亮，是由于光的全反射 D．海市蜃樓產(chǎn)生的原因是海面上方上層空氣的折射率比下層空氣的折射率大 E．小孔成像是根據(jù)光的全反射 解析：由于光的折射，當(dāng)水中的潛水員斜向上看岸邊的物體時，看到的物體的像比物體的實際位置高，選項A正確；光纖通信是利用光的全反射原理來傳遞信息的，選項B正確；玻璃杯裂縫處在光的照射下，看上去比周圍明顯亮是由于光在裂縫處發(fā)生全反射造成的，選項C正確；海市蜃樓產(chǎn)生的原因是海面上方上層空氣的折射率比下層空氣的折射率小，選項D錯誤．小孔成像是光的直線傳播，E錯誤． 答案：A

7、BC 7．自行車的尾燈采用了全反射棱鏡的原理，它雖然本身不發(fā)光，但在夜間騎行時，從后面開來的汽車發(fā)出的強光照到尾燈后，會有較強的光被反射回去，使汽車司機注意到前面有自行車．尾燈的構(gòu)造如圖所示，則汽車燈光射過來，在尾燈的________(選填“左”或“右”)表面發(fā)生全反射． 答案：左 8．一束光線從折射率為1.5的玻璃內(nèi)射向空氣，在界面上的入射角為45°.畫出光路圖． 解析：因為玻璃的折射率n＝1.5，設(shè)全反射的臨界角為C，則有sin C＝＝.而題中sin 45°＝ 所以45°＞C，故發(fā)生全反射． 答案： [能力提升練] 9．一玻璃磚橫截面如圖所示，其中ABC為直角三角形

8、(AC邊未畫出)，AB為直角邊，∠ABC＝45°；ADC為一圓弧，其圓心在BC邊的中點．此玻璃的折射率為1.5，P為一貼近玻璃磚放置的、與AB垂直的光屏．若一束寬度與AB邊長度相等的平行光從AB邊垂直射入玻璃磚，則(　　) A．從BC邊折射出一束寬度與BC邊長度相等的平行光 B．在BC面無光線射出 C．屏上有一亮區(qū)，其寬度小于AB邊的長度 D．屏上有一亮區(qū)，其寬度等于AC邊的長度 E．當(dāng)屏向遠離玻璃磚的方向平行移動時，屏上亮區(qū)先逐漸變小然后逐漸變大 解析： 因sin C＝＝，所以45°＞C，光在BC面上發(fā)生全反射，A選項錯誤．B選項正確．光經(jīng)BC面全反射后垂直AC面由AD

9、C進入空氣，折射角大于入射角，故所有從曲面ADC射出的光線都向ADC的中央方向偏折，如圖所示，屏上亮區(qū)寬度小于AC邊長度，又AB邊與AC邊長度相等，故C、E選項正確，D選項錯誤． 答案：BCE 10．如圖所示，一玻璃球體的半徑為R，O為球心，AB為直徑．來自B點的光線BM在M點射出，出射光線平行于AB，另一光線BN恰好在N點發(fā)生全反射．已知∠ABM＝30°，求： (1)玻璃的折射率； (2)球心O到BN的距離． 解析：(1)設(shè)光線BM在M點的入射角為i，折射角為r，由幾何知識可知，i＝30°，r＝60°，根據(jù)折射定律得n＝ ① 代入數(shù)據(jù)得 n＝. ② (2)光線BN恰好在

10、N點發(fā)生全反射，則∠BNO為臨界角C sin C＝ ③ 設(shè)球心到BN的距離為d，由幾何知識可知 d＝Rsin C ④ 聯(lián)立②③④式得 d＝R. 答案：(1)　(2)R 11．半徑為R的半圓柱形玻璃，橫截面如圖所示，O為圓心，已知玻璃的折射率為，當(dāng)光由玻璃射向空氣時，發(fā)生全反射的臨界角為45°，一束與MN平面成45°角的平行光束射到玻璃的半圓柱面上，經(jīng)玻璃折射后，有部分光能從MN平面上射出，求能從MN平面上射出的光束的寬度為多少． 解析： 如圖所示，進入玻璃中的光線①垂直于半球面，沿半徑方向直達球心位置O，且入射角等于臨界角，恰好在O點發(fā)生全反射．光線①左側(cè)的光線(

11、如光線②)經(jīng)球面折射后，射在MN上的入射角一定大于臨界角，在MN上發(fā)生全反射，不能射出．光線①右側(cè)的光線經(jīng)半球面折射后，射到MN面上的入射角均小于臨界角，能從MN面上射出．最右邊射向半球面的光線③與球面相切，入射角i＝90°，由折射定律知sin r＝＝，則r＝45°.故光線③將垂直于MN射出．所以在MN面上射出的光束寬度應(yīng)是OE＝R sin r＝R. 答案：R 12．一厚度為h的大平板玻璃水平放置，其下表面貼有一半徑為r的圓形發(fā)光面．在玻璃板上表面放置一半徑為R的圓紙片，圓紙片與圓形發(fā)光面的中心在同一豎直線 上．已知圓紙片恰好能完全遮擋住從圓形發(fā)光面發(fā)出的光線(不考慮反射)，求平板玻璃的折射率． 解析：根據(jù)全反射規(guī)律，圓形發(fā)光面邊緣發(fā)出的光線射到玻璃板上表面時入射角為臨界角(如圖所示)設(shè)為θ，且sin θ＝. 根據(jù)幾何關(guān)系得： sin θ＝ 而L＝R－r 聯(lián)立以上各式，解得n＝. 答案： - 7 -