高中物理 13.2 全反射每课一练 新人教版选修3-4

- 1 -13.2 全反射 每课一练（人教版选修 3-4）1已知水、水晶、玻璃和二硫化碳的折射率分别为 1.33、1.55、1.60 和 1.63，如果光按下面几种方式传播，可能发生全反射的是()A从水晶射入玻璃 B从水射入二硫化碳C从玻璃 射入水中 D从水射入水晶图 52如图 5 所示，ABCD 是平面平行的透明玻璃砖，AB 面和 CD 面平行，它们分别是玻璃和空气的界面，设为界面和界面，光线从界面射入玻璃砖，再从界面射出，回到空气中，如果改变光到达界面时的入射角，则()A只要入射角足够大，光线在界面上可能发生全放射 现象B只要入射角足够大，光线在界面 上可能发生全反射现象C不管入射角多大，光线在界面上都不可能发生全反射现象D不管入射角多大，光线在界面上都不可能发生全反射现象3某一束单色光在水中的传播速度是真空中的 3/4，则()A水的折射率为 3/4B水的折射率为 4/3C从水中射向水面的光线，一定可以 进入空气中D这束光在水中传播时的频率为真空中的 3/44在完全透明的水下某处，放一点光源，在水面上可见到一个圆形透光平面，若透光圆面的半径匀速增大，则光源正()A加速上升 B加速下沉C匀速上升 D匀速下沉5.图 6如图 6 所示，一个三棱镜的截面为等腰直角ABC，A 为直角此截面所在平面内的光线沿平行于 BC 边的方向射到 AB 边，进入棱镜后直接射到 AC 边上，并刚好能发生全反射该棱镜材料的折射率为()A. B. C. D.62 2 32 3图 7- 2 -6如图 7 所示，在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形有一半径为 r 的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合已知玻璃的折射率为 1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为()Ar B1.5r C2r D2.5r图 87如图 8 所示，光线从空气垂直射入棱镜界面 BC 上，棱镜的折射率 n ，这条光线2离开棱镜时与界面的夹角为()A30° B45°C60° D90°8空气中两条光线 a 和 b 从方框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光线如图 9 所示方框内有两个折射率 n1.5 的玻璃全反射棱镜下图给出了两棱镜四种放置方式的示意图其中能产生如图所示效果的是()图 9题号 1 2 3 4 5 6 7 8答案9.图 10如图 10 所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由 MN 端面的中点垂直射入，恰好能在弧面 EF 上发生全反射，然后垂直 PQ 端面射出(1)求该玻璃棒的折射率(2)若将入射光向 N 端平移，当第一次射到弧面 EF 上时_(填“能” “不能”或“无法确定能否”)发生全反射- 3 -10一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，图 11 为过轴线的截面图，调整入射角 ，使光线恰好在水和空气的界面上 发生全反射，已知水的折射率为 ，求43sin 的值图 1111.在厚度为 d、折射率为 n 的大玻璃板的下表面，有一个半径为 r 的圆形发光面为了从玻璃板的上方看不见圆形发光面，可在玻璃板的上表面贴一块圆形纸片，所贴纸片的最小半径为多大？图 1212如图 12 所示的圆柱形容器中盛满折射率 n2 的某种透明液体，容器底部安装一块平面镜，容器 直径 L2H，在圆心正上方 h 高度处有一点光源 S，要使 S 发出光从液体上方观察照亮整个液体表面，h 应该满足什么条件- 4 -参考答案1 C本题考查全反射的条件，光只有从光密介质射入光疏介质才可能发生全反射，从水晶射入玻璃、从水射入二硫化碳，从水射入水晶都是从光疏介质射入光密介质，都不可能发生全反射，故 A、 B、 D 错误，从玻璃射入水中是从光密介质射入光疏介质，有可能发生全反射，故 C 正确2 CD在界面光由空气进入玻璃砖，是由光疏介质进入光密介质，不管入射角 多大，都不会发生全反射现象，选项 C正确；在界面光由玻璃进入空气，是由光密介质进入光疏介质，但是，由于界面和界面平行，光由界面进入玻璃后再达到界面，在界面上的入射角等于在界面上的折射角，因此入射角总是小于临界角，因此也不会发生全反射现象，选项 D 也正确3 B由于在水中的传播速度 v c，所以折射率为 n .故 A 错， B 正确从水中34 cv 43射向水面，如果发生了全反射，则光不会进入空气中，故 C 错光在不同介质中传播时频率不变，故 D 错4 D所形成的透光圆面是由于全反射造成的，如图甲所示，圆面的边缘处是光发生全反射的位置，即 iC.若光源向上移动，只能导致透光圆面越来越小，所以光源只能向下移动如图乙所示，取时间为 t，则透光圆面扩大的距离为 svt.设这段时间内，光源下移的距离为 L，由几何关系可得 L vt cot C，由上面的vttan C表达式可知 vcot C 为定值，L 与 t 成正比例关系，满足匀速运动条件，所以，光源应向下匀速运动5 A根据折射率定义有， sin 1n sin 2，n sin 31，已知145°，又2390°，解得：n .626 C由 sin C ，得 C42°，可知光线首先发生全反射，作出光路图如图所示，1n由图中几何关系，可得 rtan 60°(Rr) tan 30°，故 R2r.7 B光路图如图所示，此棱镜的临界角为 C，则 sin C ，所以 C45°，光线1n 22- 5 -在 AB 面上发生全反射，又因为 n ，所以 sin ，所以 45°，故光sin sin 30° 2 22线离开棱镜时与界面夹角为 45°.8 B四个选项产生光路效果如下图：由上图可知 B 项正确9(1) (2)能2解析(1)如图所示，单色光照射到 EF 弧面上时恰好发生全反射，由全反射的条件可知C45°由折射定律得 n sin 90°sin C联立式解得 n 2(2)当入射光向 N 端移动时，光线在 EF 面上的入射角将增大，所以能产生全反射10.73解析当光线在水面发生全反射时，有 sin C 1n当光线从左侧射入时，由折射定律 nsin sin( 2 C)联立式，代入数据可得 sin .7311rdn2 1解析根据题述，光路如图所示，图中 S 点为圆形发光面边缘上一点，由该点发出的光线能射出玻璃板的范围由临界光线 SA 确定，当入射角大于临界角 C 时，- 6 -光线就不能射出玻璃板了图中 rd tan Cd ，而 sin C ，则sin Ccos C 1ncos C ，所以 r .故所贴纸片的最小半径 Rr rr .n2 1n dn2 1 dn2 112H>h( 1)H3解析设点光源 S 通过平面镜所成像为 S，如图，反射光线能照亮全部液面，入射角C，C 为全反射临界角sin C1/n1/2C30°tan (L/2)/(Hh) tan C解得 h( 1)H3则 H>h( 1)H3