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

全反射一、單項(xiàng)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(shí)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(shí)，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(shí)，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(shí)，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(xiàng)B、D錯誤，C正確；發(fā)生全反射時(shí)，折射光線全部消失，只剩下反射光線，選項(xiàng)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 n1.5 的玻璃全反射棱鏡。選項(xiàng)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(xiàng)產(chǎn)生光路效果如圖所示?？芍?，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(jì)算式sin C，得n，選項(xiàng)A正確；將n代入sin C，得sin C，故vcsin C，選項(xiàng)B正確；設(shè)此單色光的頻率為f，在真空中的波長為0，在該介質(zhì)中的波長為，由波長、頻率、光速的關(guān)系得c0f，vf，故sin C，0sin C，選項(xiàng)C正確；該單色光由真空傳入介質(zhì)時(shí)，頻率不發(fā)生變化，選項(xiàng)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()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(jìn)入空氣后頻率變大D小球所發(fā)的光從水中進(jìn)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(xiàng)A錯誤；只有小于臨界角的光才能從水面射出，選項(xiàng)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(xiàng)C錯誤；由公式n知，光在空氣中的傳播速度較大，選項(xiàng)D正確。6如圖，一束光由空氣射向半圓柱體玻璃磚，O點(diǎn)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)且入射角大于等于全反射臨界角時(shí)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(xiàng)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(xiàng)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(xiàng)錯，故A項(xiàng)對。二、多項(xiàng)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(diǎn)，并偏折到F點(diǎn)，已知入射方向與邊AB的夾角為30°，E、F分別為AB、BC的中點(diǎn)，則()A該棱鏡的折射率為 B光在F點(diǎn)發(fā)生全反射C從F點(diǎn)出射的光束與入射到E點(diǎn)的光束不平行D從F點(diǎn)出射的光束與入射到E點(diǎn)的光束平行解析：選AC在E點(diǎn)作出法線可知入射角為60°，折射角為30°，折射率為，選項(xiàng)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(xiàng)B錯誤；從F點(diǎn)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(diǎn)的光束平行，選項(xiàng)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n2.0。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(shí)，光線與界面垂直，方向不變，繼續(xù)射到球面時(shí)，距圓心O兩側(cè)范圍內(nèi)的光線入射角小于臨界角Carcsin 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(xì)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(dāng)?shù)谝淮紊涞交∶鍱F上時(shí)_(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(shí)剛好發(fā)生全反射，由全反射的條件得C45°由折射定律得n聯(lián)立式得n。(2)當(dāng)入射光向N端平移時(shí)，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，A30°，斜邊ABa。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(diǎn)M射入棱鏡。畫出光路圖，并求出光線從棱鏡射出的點(diǎn)的位置(不考慮光線沿原路返回的情況)。解析：設(shè)入射角為1，折射角為2，由折射定律得n由已知條件及式得230°如果入射光線在法線的右側(cè)，光路圖如圖甲所示。設(shè)出射點(diǎn)為F，由幾何關(guān)系可得AFa即出射點(diǎn)在AB邊上離A點(diǎn)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(shè)折射光線與AB的交點(diǎn)為D。由幾何關(guān)系可知，光線在D點(diǎn)的入射角160°設(shè)全反射的臨界角為C，則sin C由和已知條件得C45°因此，光在D點(diǎn)發(fā)生全反射。設(shè)此光線的出射點(diǎn)為E，由幾何關(guān)系得DEB90°BDa2AFBEDBsin 30°聯(lián)立式得BEa即出射點(diǎn)在BC邊上離B點(diǎn)a的位置。答案：見解析- 5 -