高二物理全反射试题

高二物理全反射试题
1.光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件是()
A．光从玻璃射到分界面上，入射角足够小
B．光从玻璃射到分界面上，入射角足够大
C．光从空气射到分界面上，入射角足够小
D．光从空气射到分界面上，入射角足够大
【答案】B
【解析】发生全反射的条件是光由光密介质射向光疏介质，且入射角大于等于临界角，故B正确。

思路分析：发生全反射的条件是光由光密介质射向光疏介质，且入射角大于等于临界角，
试题点评：本题考查了全反射条件
2.在自行车的后挡泥板上，常常安装着一个“尾灯”。

其实它不是灯，它是一种透明的塑料制成的，其截面如图15－1所示。

夜间，从自行车后方来的汽车灯光照在“尾灯”上时，“尾灯”就变得十分
明亮，以便引起汽车司机的注意。

从原理上讲，它的功能是利用了()
图15－1
A．光的折射B．光的全反射
C．光的干涉D．光的衍射
【答案】B
【解析】从题图可以看出，自行车的尾灯是利用了全反射的原理，使光线发生了180°偏折。

思路分析：自行车的尾灯是由相互垂直的平面镜组合而成的，利用光的反射将射来的光按照原来
的方向再次反射回去，进入自行车后面的汽车司机或摩托车司机眼中，就可以看清自行车，从而
避免交通事故．
试题点评：此题考查的是我们生活中常见的自行车尾灯涉及到的物理知识，
3.关于光纤的说法，正确的是()
A．光纤是由高级金属制成的，所以它比普通电线容量大
B．光纤是非常细的特制玻璃丝，但导电性能特别好，所以它比普通电线衰减小
C．光纤是非常细的特制玻璃丝，有内芯和外套两层组成，光纤是利用全反射原理来实现光的传
导的
D．在实际应用中，光纤必须呈笔直状态，因为弯曲的光纤是不能导光的
【答案】C
【解析】光导纤维的作用是传导光，它是直径为几微米到一百微米之间的特制玻璃丝，且由内芯
和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大。

载有声音、图像及各种数字信号的激光传播时，在
内芯和外套的界面上发生全反射，光纤具有容量大、衰减小、抗干扰性强等特点。

在实际应用中，光纤是可以弯曲的。

所以，答案是C。

思路分析：光纤是直径为几微米到一百微米之间的特制玻璃丝，且由内芯和外套两层组成，内芯
的折射率比外套的大。

光在内芯和外套的界面上发生全反射，
试题点评：本题考查了全反射的应用，
4.光线从折射率为的介质中射向空气，如果入射角为60°，下图中光路可能的是()
【答案】C
【解析】：先根据sin C＝1/n求出临界角为45°，由于入射角等于60°大于临界角，则必定发生全反射，因此只有反射光线而无折射光线。

思路分析：介质为光密介质，空气为光疏介质，当入射角大于临界角时会发生全反射现象
试题点评：本题考查了全反射中的临界角
5.两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为θ
1、θ
2
，已知θ
1
＞θ
2。

用n
1
、n
2
分别
表示水对两单色光的折射率，v
1、v
2
分别表示两单色光在水中的传播速度，则()
A．n
1<n
2
，v
1
<v
2
B．n
1<n
2
，v
1
>v
2
C．n
1>n
2
，v
1
<v
2
D．n
1>n
2
，v
1
>v
2
【答案】B
【解析】由临界角定义sin C＝可知，临界角小，折射率大，因为θ
1＞θ
2
，所以n
1
＜n
2
，故选C、
D是错误的；由知，n
1v
1
＝n
2
v
2
，v
1
＞v
2
，故选项A错误而B正确。

思路分析：根据临界角定义sin C＝，公式解题
试题点评：本题考查了临界角定义sin C＝，公式
6.如图15－3所示，一束白光从顶角为θ的棱镜的一个侧面AB以较大的入射角i入射，经过三棱镜后，在屏P上可得到彩色光带，当入射角逐渐减小到零的过程中，若屏上的彩色光带先后全部消失，则()
图15－3
A．红光最先消失，紫光最后消失
B．紫光最先消失，红光最后消失
C．紫光最先消失，黄色最后消失
D．红光最先消失，黄光最后消失
【答案】B
【解析】由于紫光的偏折最大，由全反射临界公式，紫光的临界角最小，所以紫光一定
首先在AC面上发生全反射而从光屏上消失。

由以上分析，屏上彩色光带紫光先消失，后面依次是靛、蓝、绿、黄、橙、红，选项B正确。

思路分析：由全反射临界公式，比较临界角大小，临界角最小的光最先消失，一次排列试题点评：本题考查了光的全反射，
7.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15－4
所示。

方框内有两个折射率n＝1.5的玻璃全反射棱镜。

下图给出了两个棱镜四种放置方式的示意图，其中能产生图15－4效果的是()
图15－4
【答案】B
【解析】画出入射光线与出射光线反向延长线的交点则为发生全反射的位置，画上全反射棱镜，
可知B正确。

思路分析：画出光路图，入射光线与出射光线反向延长线的交点则为发生全反射的位置，
试题点评：本题考查了光的全反射，画出光路图是关键
8.abc为一全反射棱镜，它的主截面是等腰直角三角形，如图15－6所示。

一束白光垂直入射到
ac面上，在ab面上发生全反射，若光线的入射点O的位置不变，改变入射光的入射方向(不考虑bc面反射的光线)。

则()
图15－6
A．使入射光按图中所示的逆时针方向偏转，则红光将首先射出ab面
B．使入射光按图中所示的逆时针方向偏转，则紫光将首先射出ab面
C．使入射光按图中所示的顺时针方向偏转，则红光将首先射出ab面
D．使入射光按图中所示的顺时针方向偏转，则紫光将首先射出ab面
【答案】C
【解析】入射光垂直ac面入射，到达ab面时其入射角为45°，可见白光中的各色光的临界角均
小于或至多等于45°。

若入射光按图中所示的逆时针方向偏转，则达到ab面时的入射角α必须大于45°，所以更不可能有任何颜色的光透出ab面。

若入射光按图中所示的顺时针方向偏转，则达到ab面时的入射角α将小于45°。

这样才有可能将α小于某单色光的临界角，使该颜色的光透出ab面。

＝arcsin ，所以n愈小，临界角愈大。

在红、橙、黄、绿、蓝、紫这六色光中，
由于临界角α
c
红光的折射率最小，紫光的折射率最大，所以红光的临界角最大，紫光的临界角最小。

这样一来，当ab面处的入射角α从45°开始减小时首先达到红光的临界角，可见若有光从ab面处透出，将
首先是红光，选项C正确
思路分析：根据折射定律以及全反射临界角定义分析
试题点评：本题综合考查了折射定律和全反射
9.如图15－7所示，一根长为L的直光导纤维，它的折射率为n。

光从它的一个端面射入，又从
另一端面射出所需的最长时间是多少？(设光在真空中的光速为c)
图15－7
【答案】
【解析】由题中的已知条件可知，要使光线从光导纤维的一端射入，然后从它的另一端全部射出，必须使光线在光导纤维中发生全反射现象。

要使光线在光导纤维中经历的时间最长，就必须使光
线的路径最长，即光对光导纤维的入射角最小。

光导纤维的临界角为
C＝arcsin 。

光在光导纤维中传播的路程为
d＝＝nL。

光在光导纤维中传播的速度为。

＝＝＝。

所需最长时间为t
max
思路分析：光导纤维内芯和外套材料不同，所以具有不同的折射率．要想使光的损失最小，光在
光导纤维里传播时一定要发生全反射
试题点评：光的全反射必须从光密介质进入光疏介质，同时入射角大于临界角．
10.如图15－8所示，是一种折射率n＝1.5的棱镜，用于某种光学仪器中，现有一束光线沿MN
方向射到棱镜的AB面上，入射角的大小i＝arcsin0.75，求：
图15－8
(1)光在棱镜中传播的速率；
(2)画出此束光线射出棱镜后的方向，要求写出简要的分析过程。

(不考虑返回到AB和BC面上的
光线)
【答案】(1)2×108 m/s(2)光路如解析中图
【解析】(1)光在棱镜中传播的速率＝＝2×108 m/s
(2)由折射定律率＝n
得AB面上的折射角r＝30°
由几何关系得，BC面上的入射角θ＝45°
全反射临界角C＝arcsin ＜45°，光在BC面上发生全反射，光路如图所示。

思路分析：①根据可正确解答；②根据光电折射、全反射画出光路图可正确解答；
试题点评：难点为第（2）问，学生在做该题时，往往不加以判断误认为在BC面发生折射，因此注意当光从光密介质进入光疏介质时一定判断是否发生全反射．。