【配套K12】2017_2018学年高中物理第十三章光第2节全反射课下作业新人教版选修3_4
2017-2018学年高中物理第十三章光13.2全反射检测新人教版选修3-4
13.2 全反射新提升•课时作业基础达标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.从玻璃射入水晶 D .从水射入水晶【解析】光由光密介质射向光疏介质时才有可能发生全反射，由题目中给出的各物质的折射率的大小关系可得出选项C正确.【答案】C2.自行车尾灯采用了全反射棱镜的原理，它虽然本身不发光，但在夜间行驶时，从后面开来的汽车发出的强光照在尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车•尾灯由透明介质做成，其外形如图所示•下列说法中正确的是（）A. 汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的左表面发生全反射B. 汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的右表面发生全反射C. 汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的右表面发生全反射D. 汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的左表面发生全反射【解析】自行车尾灯为全反射棱镜，从右边进入的光线在左边的直角边上发生两次全反射而沿平行线被反射回去.【答案】D3.如图所示，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（）入零B•谑C. 2 D•护【解析】根据折射率定义有：sin / 1 = n sin / 2, n sin / 3 = 1,已知/ 1 = 45°,又/ 2+Z 3= 90°, 解得：n =乎.【答案】A4 •在水底的潜水员看来，水面上方的所有景物只出现在顶角为97°的倒立圆锥里，这是因为（）A •水面上远处的景物反射的阳光都因为全反射而不能进入水中B. 水面上远处的景物反射的阳光折射进入水中，其折射角不可能大于48.5 °C. 水面上方倒立圆锥之外的景物反射的阳光都因为全反射的原因不可能进入水中D. 水面上方倒立圆锥之外的景物反射的阳光都因为折射的原因不可能进入潜水员的眼中【解析】水面上方的所有景物出现在顶角为97。
2017-2018学年高二物理选修3-4 第13章第2节全反射 学
13.2 全反射导学案全反射[先填空]1．光密介质和光疏介质2.全反射及发生条件(1)全反射及临界角的概念①全反射：光从光密介质射入光疏介质时，若入射角增大到某一角度，折射光线就会消失，只剩下反射光线的现象．②临界角：刚好发生全反射，即折射角等于90°时的入射角．用字母C表示．(2)全反射的条件要发生全反射，必须同时具备两个条件： ①光从光密介质射入光疏介质． ②入射角等于或大于临界角． (3)临界角与折射率的关系光由介质射入空气(或真空)时，sin C ＝1n (公式)．[再判断]1．密度大的介质就是光密介质．(×)2．两种介质相比较，折射率大的介质是光密介质．(√) 3．光密介质和光疏介质具有绝对性．(×) [后思考]1．只有一种介质能否确定它是光密介质还是光疏介质？【提示】 不能．光密介质、光疏介质是对确定的两种介质相比较折射率而确定的，只有一种介质是无法比较折射率的，从而无法确定它是光疏介质还是光密介质． 2．为什么水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮？【提示】 水或玻璃中的气泡是光疏介质，光经过水或玻璃照射气泡时，一部分光会发生全反射，相对于其他物体而言，有更多的光反射到人眼中，就好像光是由气泡发出的，因此人眼感觉气泡特别明亮． [核心点击]1．对光疏介质和光密介质的理解光疏介质和光密介质是相对而言的，并没有绝对的意义．例如：水晶(n ＝1.55)对玻璃(n ＝1.5)是光密介质，而对金刚石(n ＝2.42)来说，就是光疏介质．同一种介质到底是光疏介质还是光密介质，不是绝对的．光疏和光密是从介质的光学特性来说的，并不是它的密度大小．例如，酒精的密度比水小，但酒精和水相比酒精是光密介质．由v ＝cn 可知：光在光密介质中传播速度比在光疏介质中要小．光在两种介质中传播时，由折射定律可知： n1sin θ1＝n2sin θ2，n1v1＝n2v2，由此可知：当光从光密介质传播到光疏介质时，折射角大于入射角；当光从光疏介质传播到光密介质时，折射角小于入射角．光在光疏介质中传播的速度大于光在光密介质中传播的速度．2．对全反射的理解(1)全反射是光的折射的特殊现象，全反射现象还可以从能量变化角度加以理解．当光从光密介质射入光疏介质，在入射角逐渐增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，当入射角等于临界角时，折射光的能量已经减弱为零，发生了全反射．(2)全反射遵循的规律：光从光密介质进入光疏介质发生全反射时，仍然遵守反射定律，有关计算仍依据反射定律进行．1．下列选项所示光线由空气透过半圆形玻璃砖，再射入空气的光路图中，正确的是(玻璃的折射率为1.5)( )【答案】BDE2．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，如果光按以下几种方式传播，可能发生全反射的是( )A．从玻璃射入水晶 B．从水射入二硫化碳C．从玻璃射入水中D．从水晶射入水E．从玻璃射入二硫化碳【答案】ACD3.为了测定某种材料制成的长方体的折射率，用一束光线从AB面以60°入射角射入长方体时光线刚好不能从BC面射出，如图1321所示，该材料的折射率是多少？图1321【答案】7 2解答全反射类问题的技巧1．光必须从光密介质射入光疏介质．2．入射角大于或等于临界角．3．利用好光路图中的临界光线，准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键，且在作光路图时尽量与实际相符，这样更有利于问题的分析．全反射的应用[先填空]1．全反射棱镜：截面为等腰直角三角形的棱镜，利用全反射改变光的方向．2．光导纤维：由折射率较大的内芯和折射率较小的外套组成，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射．[再判断]1．光从密度大的介质射入密度小的介质时一定能发生全反射．(×)2．全反射棱镜和平面镜都是根据全反射原理．(×)3．光纤通信的主要优点是容量大．(√)[后思考]微细的光纤封装在塑料护套中，使得它能够弯曲而不至于断裂，光纤为什么要由两层介质构成？【提示】光纤的工作原理是全反射，要由两种介质配合才能产生全反射现象．[核心点击]1．对全反射棱镜光学特性的两点说明(1)当光垂直于它的一个界面射入后，都会在其内部发生全反射，与平面镜相比，它的反射率很高．(2)反射时失真小，两种反射情况如图1322甲、乙所示．图13222．光导纤维的结构与应用实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径只有几微米到一百微米之间，由内芯和外套两层组成．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射，使反射光的能量最强，实现远距离传送．因此，光信号能携带着声音、图象以及各种数字信号沿着光纤传输到很远的地方，实现光纤通信，其主要优点是容量大，衰减小，抗干扰性强等．医学上用光导纤维制成内窥镜，用来检查人体的胃、肠等器官内部，如图1323所示．图13234．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1324所示，方框内有两个折射率为n＝1.5的全反射玻璃棱镜．在框内画出两个棱镜的放置方式并作出光路图．图1324【答案】5．华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理奖，他被誉为“光纤通讯之父”．光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图1325所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．内芯的折射率比外套的________，光传播时在内芯与________的界面上发生全反射.图1325【答案】 大 外套6．如图1326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，从另一端面射出所需的最长时间为多少？(设光在真空中的光速为c)图1326 【答案】 n2Lc对光导纤维折射率的要求设光导纤维的折射率为n ，当入射光线的入射角为θ1时，进入端面的折射光线传到侧面时恰好发生全发射，如图1327所示，则有：sin C ＝1n ，n ＝sin θ1sin θ2，C ＋θ2＝90°，由以上各式可得：sin θ1＝n2－1.由图1327可知：(1)当θ1增大时，θ2增大，而从纤维射向空气中光线的入射角θ减小．(2)当θ1＝90°时，若θ＝C ，则所有进入纤维中的光线都能发生全反射，即有n ＝2，以上是光从纤维射向真空时得到的折射率．(3)由于光导纤维包有外套，外套的折射率比真空的折射率大，因此光导纤维折射率要比2大些．图1327。
2017_2018学年高中物理第十三章光第2节全反射课下作业新人教版选修3_420170930433
第 2节 全反射1．光从介质 a 射向介质 b ，如果要在 a 、b 介质的分界面上发生全反射，那么必须满足的 条件是( )A ．光在介质 a 中的速度必须大于介质 b 中的速度B ．a 是光密介质，b 是光疏介质C ．光的入射角必须大于或等于临界角D ．必须是单色光c解析：由 v ＝ ，折射率大的，在介质中的传播速度小，根据全反射的条件，则 a 是光密n 介质、折射率大，光在介质 a 中的传播速度小。
故 B 、C 正确。
答案：BC2.如图 1所示，MM ′是两种介质的界面，A 是入射光线，B 是反射 光线，C 是折射光线，O 是入射光线的入射点，NN ′是法线，θ1是入 射角，θ2是折射角，且 θ1>θ2。
则下列判断正确的是( )A ．θ1逐渐增大时 θ2也逐渐增大，有可能发生全反射现象B ．θ1逐渐减小时 θ2也逐渐减小，有可能发生全反射现象 图 1C ．θ1逐渐增大时 θ2将逐渐减小，有可能发生全反射现象D ．θ1逐渐增大时 θ2也逐渐增大，但不可能发生全反射现象sin θ1解析：由 n ＝ 可知，θ1逐渐增大时，θ2也逐渐增大，但因 θ1>θ2，MM ′上方为 sin θ2 光疏介质，故 θ1再大，也不能发生全反射现象，D 正确。
答案：D3．如图 2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( )图 26A. B. 2 23 C. D. 23sin 45°解析：作出几何光路图，如图所示。
由折射规律可得 ＝sin r1光线在 AC 边上的 D 点发生全反射，则 sin β＝ ，由几何关系又有nn ，若r ＝3 690°－β，结合以上三式可得n2＝，即n＝，正确答案为A。
2 2答案：A4.(2011·福建高考)如图3半，圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方。
【配套K12】[学习]2018-2019高中物理 第十三章 光 第2节 全反射课时作业 新人教版选修
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第十三章第二节全反射基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)1．(河北省衡水中学2017年高二下学期期中)夏天，海面上下层空气的温度比上层空气的温度低。
可以设想海面上的空气是由折射率不同的许多水平气层组成的。
景物发出的光线由于不断被折射，越来越偏离原来的方向、人们逆着光线看去就出现了蜃景。
如图所示，则下列说法正确的是( C )A．蜃景是景物由于海平面对光的反射所成的像B．海面上上层空气的折射率比下层空气的折射率大C．A是蜃景，B是景物D．B是蜃景，A是景物解析：当大气层比较平静时，空气的密度随温度的升高而减小，对光的折射率也随之减小，海面上空气的温度比空中低，空气的折射率下层比上层大。
远处的景物发出的光线射向空中时，不断被折射，射向折射率较低的上一层的入射角越来越大，当光线的入射角大到临界角时，就会发生全反射现象。
在地面附近的观察者就可以观察到由空中射来的光线形成的虚像。
这就是海市蜃楼的景象。
故选C。
2．(内蒙古包头九中2017年高二下学期期末)自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理，它虽然本身不发光，但在夜间骑行时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车，尾灯由透明介质制成，其外形如图甲所示，下面说法正确的是( C )A．汽车灯光从左面射过来，在尾灯的左表面发生全反射B．汽车灯光从左面射过来，在尾灯的右表面发生全反射C．汽车灯光从右面射过来，在尾灯的左表面发生全反射D．汽车灯光从右面射过来，在尾灯的右表面发生全反射解析：我们从题图中取一个凸起并作出一条光路如图所示。
由图可知，每一部分相当于一块全反射棱镜，要想让后面的司机看到反射光，因此光只能从右侧(直边)射入，经过尾灯左表面反射回去，故选项C 正确，A 、B 、D 错误。
3．三种透明媒质叠放在一起，且相互平行，一束光在Ⅰ和Ⅱ两媒质的界面上发生了全反射后，射向Ⅱ和Ⅲ两媒质界面，发生折射如图所示，设定光在这三种媒质中的速率分别是v 1、v 2、v 3，则它们的大小关系( B )A ．v 1>v 2>v 3B ．v 1>v 3>v 2C ．v 1<v 2<v 3D ．v 2>v 1>v 3解析：光在Ⅰ和Ⅱ两介质的界面上发生了全反射，说明Ⅰ的折射率小于Ⅱ的折射率，即n 1<n 2；光射向Ⅱ和Ⅲ两介质界面时发生了折射，而且折射角大于入射角，说明Ⅱ的折射率大于Ⅲ的折射率，即n 2>n 3；介质Ⅰ与Ⅲ相比较，介质Ⅰ的折射率小于介质Ⅲ的折射率，即有n 1<n 3，所以有n 2>n 3>n 1，根据光在这三种介质中的速率公式v ＝cn得知，光速与折射率成反比，则v 1>v 3>v 2。
(新)高中物理第十三章光第2课时全反射课时作业新人教版选修3-4
第2课时 全反射一、选择题(在每小题给出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。
)1．下列说法正确的是( )A ．因为水的密度大于酒精的密度，所以水是光密介质B ．因为水的折射率小于酒精的折射率，所以水对酒精来说是光疏介质C ．同一束光，在光密介质中的传播速度较大D ．同一束光，在光密介质中的传播速度较小解析 因为水的折射率为1.33，酒精的折射率为1.36，所以水对酒精来说是光疏介质；由v ＝c n可知，光在光密介质中的传播速度较小。
答案 BD2．当光从光密介质射向光疏介质时( )A ．反射光线的强度随入射角的增大而减小B ．折射光线的强度随入射角的增大而减小C ．当入射角等于临界角时，折射光线的强度等于零D ．当入射角等于零时，反射光线的强度等于零解析 反射光的强度随入射角的增大而增大，折射光的强度随入射角的增大而减小，当入射角等于临界角时，从光密介质射向光疏介质中的光线恰好发生全反射，故折射光线的强度等于零。
答案 BC3．以下哪些现象是由于光的全反射形成的( )A ．在岸上能看见水中的鱼B ．夜晚，湖面上映出了岸上的彩灯C ．夏天，海面上出现的海市蜃楼D ．水中的气泡看起来特别明亮 答案 CD4．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，由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传导光的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、图象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，正确选项是C。
答案 C5．下列选项为光线由空气进入全反射玻璃棱镜再由棱镜射入空气的光路图。
高中物理第十三章光第2节全反射课后课时作业(含解析)新人教版选修3-4
第 2节全反射A组：合格性水平训练1． ( 光密介质与光疏介质)( 多项选择 ) 以下说法正确的选项是()A．因为水的密度大于酒精的密度，所以水是光密介质B．因为水的折射率小于酒精的折射率，所以水对酒精来说是光疏介质C．同一束光，在光密介质中的流传速度较大D．同一束光，在光密介质中的流传速度较小答案BD分析因为水的折射率小于酒精的折射率，所以水对酒精来说是光疏介质， A 错误， B 正c确；由 v＝n可知，同一束光在光密介质中的流传速度较小，故 C 错误， D 正确。
2． ( 全反射的条件 )( 多项选择 ) 对于全反射，以下说法中正确的选项是()A．发生全反射时，仍有折射光芒，不过折射光芒特别弱，所以能够以为不存在折射光芒而只有反射光芒B．光从光密介质射向光疏介质时，必定会发生全反射现象C．光从光疏介质射向光密介质时，不行能发生全反射现象D．水或玻璃中的气泡看起来特别亮，就是因为光从水或玻璃射向气泡时，在界面处发生了全反射答案CD分析全反射发生的条件是光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角，发生全反射时所有光芒均不进入光疏介质，故A、B 错误， C 正确；当光芒经由水或玻璃射向气泡时，因为水和玻璃的折射率均大于空气的折射率，部分光芒在界面处发生全反射，所以气泡会显得特别亮， D 正确。
3． ( 临界角 ) 光在某种介质中流传时的速度为 1.5 ×10 8 m/s，那么，光此后种介质射向空气并发生全反射的临界角应为()A．60° B ．45° C ．30° D ．75°答案Cc1v 1.5×10 81分析依据 n＝v，sin C＝n，得sin C＝c＝3.0×10 8＝2，解得 C＝30°，C正确。
4．( 全反射的应用 ) 如下图，自行车的尾灯采纳了全反射棱镜的原理。
它固然自己不发光，但在夜间骑行时，从后边开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前方有自行车。
学年高中物理 第十三章 光 第节 全反射练习含解析新人教版选修
全反射A组(25分钟)1.关于全反射,以下表达正确的选项是()A.发生全反射时仍有折射光辉,可是折射光辉特别弱B.光从光密介质射向光疏介质时,必然会发生全反射现象C.光从光密介质射向光疏介质时,可能不发生全反射现象D.光从光疏介质射向光密介质时,可能发生全反射现象剖析：全反射发生的条件是光从光密介质射向光疏介质和入射角大于等于临界角,二者缺一不能,应选项B、D错误,C正确;发生全反射时,折射光辉全部消失,只剩下反射光辉,选项A错误。
答案：C2.光辉由空气透过半圆形玻璃砖,再射入空气的光路图中,正确的选项是(玻璃的折射率为1.5)()A.图乙、丙、丁B.图乙、丁C.图乙、丙D.图甲、丙剖析：题图甲、乙情况中,光由空气进入玻璃,由光疏介质进入光密介质,应有θ1>θ2,乙正确,甲错误;题图丙、丁情况中,光由玻璃进入空气中,sin C=1n23<22=sin 45°,即C<45°,即入射角大于临界角,应发生全反射,丙错误,丁正确。
答案：B3.一束单色光从真空斜射向某种介质的表面,光路以下列图。
以下说法正确的选项是()A.光从真空射入介质后,频率不变B.此介质的折射率等于2C.入射角大于45°时可能发生全反射现象D.入射角小于30°时可能发生全反射现象剖析：光的频率由光源决定,在流传过程中频率不变,选项A正确;由折射定律n=sinθ1sin θ2=sin45°sin30°=2,选项B正确;发生全反射的临界角C=arcsin 1n=45°,只有当光辉从光密介质射入光疏介质且入射角大于或等于临界角时才会发生全反射现象,因此选项C、D错误。
答案：AB4.以下列图,半径为R的半圆形透明资料,折射率n=2.0。
一束平行光从空气以垂直于其底面的方向射入,则以下说法正确的选项是()A.全部光辉都能透过这种资料B.只有距圆心O两侧R2范围内的光才能经过C.射出的光束会形成发散光束D.射出的光束会形成汇聚光束剖析：平行光射终究面时,光辉与界面垂直,方向不变,连续射到球面时,距圆心D两侧R2范围内的光辉入射角小于临界角C=arcsin 1n=30°,发生折射形成汇聚光束,范围外的光辉入射角大于或等于临界角发生全反射。
2018-2019高中物理 第13章 光 13.2 全反射课后提升作业 新人教版选修3-4
13.2 全反射课后提升作业【基础达标练】1.(多选)全反射是自然界中常见的现象,下列与全反射相关的说法中正确的是( )A.光只有从光密介质射向光疏介质时才可能发生全反射B.如果条件允许,光从光疏介质射向光密介质时也可能发生全反射C.发生全反射时,折射光线完全消失,反射光的能量几乎等于入射光的能量D.只有在入射角等于临界角时才能发生全反射E.光在不均匀的大气层中不沿直线传播的原因是在两介质的分界面上发生了折射和全反射现象【解析】选A、C、E。
发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质,且入射角大于或等于临界角,则A正确,B、D错误;反射光的能量等于入射光的能量,则C正确;光在不均匀的大气层中传播时在两介质的分界面上发生了折射和全反射现象,则E正确。
2.(多选)光从一种介质射到另一种介质时,发生了全反射,则全反射发生在( )A.折射率较小的介质中B.折射率较大的介质中C.光速较小的介质中D.入射角小于临界角的条件下【解题指南】解答本题要理解发生全反射的条件:(1)光从光密介质射到光疏介质。
(2)入射角大于等于临界角。
【解析】选B、C。
光从光密介质射到光疏介质才可能发生全反射,全反射发生在折射率较大、光速较小的介质中。
3.如图所示为光线由空气进入全反射玻璃棱镜、再由棱镜射入空气的光路图。
指出哪种情况是可以发生的( )【解析】选A。
光线垂直等腰直角三角形的某直角边射入玻璃棱镜时,在斜边发生全反射,故A正确。
4.(2018·郑州高二检测)光在某种介质中传播时的速度为1.5×108m/s,那么,光从此种介质射向空气并发生全反射的临界角应为( )A.60°B.45°C.30°D.75°【解析】选C。
根据n=,sin C=,得sinC===,得C=30°。
【补偿训练】如图所示的等腰直角三角形表示三棱镜。
光线垂直于一个面入射,在底面上发生全反射,由此看出棱镜的折射率不可能是( )A.1.7B.1.8C.1.5D.1.36【解析】选D。
高中物理 第十三章 光 第2节 全反射课后训练 新人教版选修3-41
全反射1．如下各图画的是光由空气进入全反射(等腰直角)玻璃棱镜，再由棱镜射入空气中的光路图。
其中正确的光路图是( )2．如图，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。
则该棱镜材料的折射率为( )A ．2BC ．32D 3．如图所示，ABCD 是两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Ⅰ和界面Ⅱ，光线从界面Ⅰ射入玻璃砖，再从界面Ⅱ射出，回到空气中，如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角，则( )A ．只要入射角足够大，光线在界面Ⅰ上可能发生全反射现象B ．只要入射角足够大，光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象C ．不管入射角多大，光线在界面Ⅰ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Ⅱ上都不可能发生全反射现象4．光纤电缆是20世纪最重要的发明之一。
发明光纤电缆的就是被誉为“光纤之父”的华人科学家高锟。
2008年奥运会上，光纤通信网覆盖所有的奥运场馆，为各项比赛提供安全、可靠的通信服务，光纤通信是利用光的全反射将大量信息高速传输。
若采用的光导纤维是由内芯和包层两层介质组成，下列说法正确的是( )A ．内芯和包层折射率相同，折射率都大B ．内芯和包层折射率相同，折射率都小C ．内芯和包层折射率不同，包层折射率较大D ．内芯和包层折射率不同，包层折射率较小5．如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC 的单色光从空气射向E 点，并偏折到F 点，已知入射方向与边AB 的夹角为θ＝30°，E 、F 分别为边AB 、BC 的中点，则( )AB．光在F点发生全反射C．光从空气进入棱镜，波长变小D．从F点出射的光束与入射到E点的光束平行6．已知介质对某单色光的临界角为C，则( )A．该介质对这种单色光的折射率等于1 sin CB．此单色光在该介质中的传播速度等于c·sin C(c是光在真空中的传播速度) C．此单色光在该介质中的传播波长是在真空中波长的sin CD．此单色光在该介质中的频率是在真空中的1sin C倍7．如图所示，直角玻璃棱镜中∠A＝70°，入射光线垂直于AC面，求光线从棱镜第一。
高中物理 第十三章 光 第二节 全反射课后跟踪练习 新人教版选修3-4
第13章第2节基础夯实1．2022·湖北黄冈中学高二检测海域夏天常会出现海市蜃楼奇观，这是由于光在大气中的折射和全反射使远处物体在空中形成的A．正立虚像B．倒立虚像C．正立实像D．倒立实像答案：A2．如图所示，置于空气中的厚玻璃砖，AB、CD分别是玻璃砖的上、下表面，且AB∥CD，光线经AB表面射向玻璃砖时，折射光线射到CD表面时，下列说法正确的是①不可能发生全反射②有可能发生全反射③只要入射角θ1足够大就能发生全反射④不知玻璃的折射率，无法判断A．只有①正确B．②，③正确C．②，③，④正确D．只有④正确答案：A解析：据光路可逆原理可知①正确②③④全错．3．下列叙述正确的是A．背对阳光看玻璃球觉得比较明亮，主要原因是光在球中发生了全反射B．雨过天晴时空中出现的彩虹是因为阳光在水滴的表面上反射而形成的C．常看到倒扣在水中的空玻璃杯显得很明亮的原因与水中上升的水泡很亮的原因是一样的D．传输光脉冲信号的光导纤维是根据全反射原理制造的答案：CD4．2022·沈阳二中高二检测如图所示，一束光线从折射率为的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为45°，下面四个光路图中，正确的是答案：A解析：∵in C＝错误!，∴C60°时会发生全反射现象B．无论入射角θ1多大，折射角θ2都不会大于45°C．折射角θ2＝时，反射光线跟折射光线恰好垂直D．只有当光从玻璃射向空气和玻璃的交界面时才可能发生全反射答案：BCD3．一束白光从水中射入真空的折射光线如图所示，若保持入射点O不变而逐渐增大入射角，则关于红光和紫光的下述说法中正确的是A．若红光射到P点，则紫光在P点上方B．若红光射到P点，则紫光在P点下方C．紫光先发生全反射，而红光后发生全反射D．当红光和紫光都发生全反射时，它们的反射光线射到水底时是在同一点答案：BCD解析：红光的折射率比紫光小，则当它们从水中以相同的入射角射向空中时，由n＝错误!知，红光的折射角小．4．在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆椎的轴图中虚线与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示．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，则光束在桌面上形成的光斑半径为A．r B．C．2r D．答案：C解析：若折射率小于错误!错误!，则临界角大于60°，光路如图所示，可见光斑半径并没有变化．5．2022·哈尔滨高二检测光导纤维的结构如图所示．其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．以下关于光导纤维的说法正确的是A．内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射B．内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射C．内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生折射D．内芯的折射率与外套相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用答案：A解析：光导纤维内芯折射率较大．光在内芯中传播，射到内芯与外套的界面时，正好是由光密介质进入光疏介质．若此时入射角大于临界角，则发生全反射，光线被约束在内芯中．6．有人在河中游泳，头部露出水面，在某一位置当他低头向水中观察时，看到河底有一静止物体跟他眼睛正好在同一竖直线上，这个人再向前游12m，正好不能看见此物体，求河深．水的折射率为4/3答案：10.6m解析：如图所示，由题意知C为临界角，则in C＝错误!＝错误!①从图可得in C＝错误!②联立①②得：错误!＝错误!解得h≈10.6m7．取一半径为R、中心有小孔的薄木板，用细线系一小钢球，并让细线穿过小孔，让木板浮在水面上．调整小钢球的深度，使从水面上各个方向向水中看时，恰好看不到钢球．利用这个实验，你能测出水的折射率吗若能测出，请说明要测得的物理量及水的折射率的表达式；若不能测出，请说明理由．解析：在水面上各个方向向水中看，恰好看不到钢球时，说明钢球反射的光经薄圆木板边缘恰好发生全反射，tan C＝错误!，in C＝错误!，可解出：n＝错误!，薄木板半径R已知，可见只要测出水面下绳的长度即可测出水的折射率．。
2017_2018学年高中物理第十三章光第2节全反射教学案新人教版选修3_4
D．改变入射光线到直径AB的距离，折射光线仍然能够射到B点
[审题指导]解答此题时应从以下三点进行分析：
(1)依题意画出光路图，明确几何关系。
(2)熟练把握折射定律和临界问题。
(3)利用三角函数进行几何量的计算。
[解析] 如下图cosθ1＝ ＝ ，即θ1＝30°，θ2＝30°，r＝30°，i＝60°，
(4)临界角
①概念：恰好发生全反射(即折射角为90°)时的入射角为全反射的临界角，用C表示。
②表达式：光由折射率为n的介质射向真空或空气时，假设恰好发生全反射，那么折射角恰好等于90°，n＝ ，即sinC＝ 。
③不同色光的临界角：不同颜色的光由同一介质射向空气或真空时，频率越高的光的临界角越小，越易发生全反射。
图13 2 3
A．内芯的折射率比外衣的大，光传播时在内芯与外衣的界面上发生全反射
B．内芯的折射率比外衣的小，光传播时在内芯与外衣的界面上发生全反射
C．波长越短的光在光纤中传播的速度越大
D．频率越大的光在光纤中传播的速度越大
解析：选A 光纤内芯比外衣折射率大，在内芯与外衣的界面上发生全反射，A对、B错；频率大的光波长短，折射率大，在光纤中传播速度小，C、D错。
3.自行车的尾灯采纳了全反射棱镜的原理，它尽管本身不发光，但在夜间骑行时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射归去，使汽车司机注意到前面有自行车。尾灯的构造如图3所示，下面说法正确的选项是( )
图3
A．汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的左表面发生全反射
B．汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的右表面发生全反射
2．全反射现象
(1)全反射的条件
①光由光密介质射向光疏介质。
2017-2018学年高中物理 第十三章 光 第2节 全反射作业 新人教版选修3-4
13.2全反射1．光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务．目前，我国正在大力建设高质量的光纤通信网络．下列说法正确的是( ) A．光纤通信利用光作为载体来传递信息B．光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理C．光导纤维传递光信号是利用光的色散原理D．目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝答案：AD2．下列现象中是由于全反射造成的是( )A．露水珠在阳光下格外明亮B．直棒斜插入水中时，呈现弯折现象C．海市蜃楼D．在盛水的玻璃杯中放一空试管，用灯光照亮玻璃杯的侧面，在水面上观察水中的试管，看到试管特别明亮答案：CD3．频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示，下列说法正确的是( )A．单色光1的波长小于单色光2的波长B．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C．单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间D．单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角答案：AD4．已知介质对某单色光的临界角为C，则( )A．该介质对单色光的折射率等于1 sin CB．此单色光在该介质中的传播速度等于c·sin C(c是光在真空中的传播速度)C．此单色光在该介质中的传播波长是在真空中波长的sin C倍D．此单色光在该介质中的频率是在真空中的1sin C倍答案：ABC5.如图所示，介质Ⅰ的折射率为2，介质Ⅱ为空气．下列说法正确的是( ) A．光线a、b都不能发生全反射B．光线a、b都能发生全反射C．光线a可发生全反射，光线b不会发生全反射D．光线a不会发生全反射，光线b可发生全反射答案： C6．如图所示，一束平行光从真空射向一块半圆形的玻璃砖，下列说法中正确的是( )A．只有圆心两侧一定范围内的光线不能通过玻璃砖B．只有圆心两侧一定范围内的光线能通过玻璃砖C．通过圆心的光线将沿直线穿过不发生偏折D．圆心两侧一定范围外的光线将在曲面发生全反射答案：BCD如图，一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC，∠A为直角．此截面所在平面边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚( )53，水面平静时观测到水面圆形发光面半径为6 m，据此求出海龟离水面的深度．答案：8 m9．我国已建成了跨越太平洋海底的光缆通信网络，它是利用载有信息的激光传输来实现光纤通信的．设光缆中有一根光导纤维总长为s，一激光脉冲信号从这根光纤的一端中点射入，在光纤的侧壁恰好发生全反射，激光传到另一端经历的时间为t，已知光在真空中传播速度为c，则这种光导纤维所用材料的折射率是多少？答案：ct s10．如图所示，OO′是半圆柱形对称面与纸面的交线．在图内有两束与OO′平行且到OO′距离相等的单色光A和B，从玻璃砖射出后相交于OO′下方的P点．由此可以得出的结论是( )A．A光在玻璃砖中的速度比B光在玻璃砖中的速度小B．玻璃砖对A光的折射率比对B光的折射率小C．空气中，A光的波长比B光的波长短D．B光的临界角比A光的临界角小答案：AC11．如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB＝60°.一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质，经OA折射的光线恰平行于OB.(1)求介质的折射率．(2)折射光线中恰好射到M点的光线________(填“能”或“不能”)发生全反射．答案：(1) 3 (2)不能。
高中物理 第十三章 光 第2节 全反射课堂达标 新人教版选修3-4
第十三章 第二节 全反射1．(湖北省襄阳市第四中学2017～2018高二下学期月考)一束光线穿过介质1、2、3时，光路如图所示，则( C )A ．介质1的折射率最大B ．介质2是光密介质C ．光在介质2中的速度最大D ．当入射角由45°逐渐增大时，在2、3分界面上可能发生全反射解析：由图可知，光从介质1射入介质2中折射角大于入射角，则n 1＞n 2。
光从介质2射入介质3中折射角小于入射角，则n 2＜n 3，据光的可逆性知，光从2射向1或从2射向3时，若入射角相等，从折射角上可判断n 3＞n 1，所以有n 3＞n 1＞n 2，即介质3折射率最大，故A 错误。
由对A 的分析可知，相对来说，2是光疏介质，故B 错误；根据公式：v ＝c n，因2的折射率最小，所以光在介质2中的传播速度最大，故C 正确；当入射角由45°逐渐增大时，光从2到3是从光疏介质到光密介质，全反射只有光从光密介质射向光疏介质时才能发生，所以在此界面上不会发生全反射，故D 错误。
2．(多选)(河北省鸡泽县一中2017年高二下学期期末)一玻璃砖横截面如图所示，其中ABC 为直角三角形(AC 边末画出)，AB 为直角边∠ABC ＝45°；ADC 为一圆弧，其圆心在BC 边的中点。
此玻璃的折射率为1.5。
P 为一贴近玻璃砖放置的、与AB 垂直的光屏。
若一束宽度与AB 边长度相等的平行光从AB 边垂直射入玻璃砖，则( BD )A ．从BC 边折射出宽度与BC 边长度相等的平行光B ．屏上有一亮区，其宽度小于AB 边的长度C ．屏上有一亮区，其宽度等于AC 边的长度D ．当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大解析：作光路图可知平行光从AB 边射入后不发生折射，射到BC 边上时，由临界角公式可得：sin C ＝1n ＝11.5＝23，得C ＝arcsin 23<45°，故全部光线发生全反射，选项A 错误；BC 边反射的光射向ADC 弧形边后，由于弧ADC 对平行光有会聚作用，可知B 对C 错；同时当屏向下移动时，屏上亮区将先变小后变大，所以选项D 也正确。
高中物理第十三章光第2节全反射随堂检测新人教选修
第2节全反射1． ( 对应重点一 ) 在完整透明的水下某深处，放一点光源，在水面上可见到一个圆形透光平面，假如透光圆面的半径正在匀速增大，如图13－ 2－12 所示，则光源正在()A．匀加快上涨图 13－ 2－ 12 B．匀加快下沉C．匀速上涨D．匀速下沉分析：由于发生全反射，因此圆形透光半径r ＝ d tan C，由于 r 是匀速变大，因此 d 也是匀速变大的，故光源是在匀速下沉，因此选项D正确。
答案： D2．( 对应重点一 ) 光芒由某种介质射向与空气的分界面，当入射角大于45°时折射光芒消逝，由此可判定这类介质的折射率是()2A．n＝2B．n＝ 21D．n＝ 2C．n＝21分析：入射角大于45°时折射光芒消逝，即这类介质的临界角C＝45°，因此 n＝sin C ＝2，故 B 正确。
答案： B3． ( 对应重点二 ) 华侨科学家高锟获取 2009 年诺贝尔物理奖，他被誉为“光纤通信之父”。
光纤通信中信号流传的主要载体是光导纤维，它的构造如图13－ 2－ 13 所示，其内芯和外衣资料不一样，光在内芯中流传。
以下对于光导纤维的说法中正确的选项是()图13－2－13 A．内芯的折射率比外衣的大，光流传时在内芯与外衣的界面上发生全反射B．内芯的折射率比外衣的小，光流传时在内芯与外衣的界面上发生全反射C．波长越短的光在光纤中流传的速度越大D．频次越大的光在光纤中流传的速度越大分析：光从光密介质射向光疏介质才能发生全反射，所之内芯的折射率比外衣的大，故cA 对，B 错；频次越大 ( 波长越短 ) ，折射率越大，依据v＝n，折射率大的在玻璃中流传的速度小，故C、 D 错。
答案： A4．( 对应重点三 ) 在海洋上旅游，有时会看到前面或地平线上有高楼大厦或喧闹的市场，实质上却什么也没有，这类现象叫做“空中楼阁”，出现“空中楼阁”的原由是() A．光的全反射的缘由B．光从云层上反射的缘由C．光沿直线流传的缘由D．光在不平均的大气层中不沿直线流传的缘由分析：在海洋上方，随“高度的增添，空气的折射率愈来愈小，故远处的光景发出的光线在不平均的大气层中发生折射、全反射，再进入察看者的眼睛，进而看到远处的光景，故A、 D 均正确。
【新人教版】19版高中物理：第十三章光第2节全反射课堂达标选修3_17(含答案).doc
第十三章第二节全反射1．(湖北省襄阳市第四中学2017～2018高二下学期月考)一束光线穿过介质1、2、3时，光路如图所示，则( C )A．介质1的折射率最大B．介质2是光密介质C．光在介质2中的速度最大D．当入射角由45°逐渐增大时，在2、3分界面上可能发生全反射解析：由图可知，光从介质1射入介质2中折射角大于入射角，则n1＞n2。
光从介质2射入介质3中折射角小于入射角，则n2＜n3，据光的可逆性知，光从2射向1或从2射向3时，若入射角相等，从折射角上可判断n3＞n1，所以有n3＞n1＞n2，即介质3折射率最大，故A错误。
由对A的分析可知，相对来说，2是光疏介质，故B错误；根据公式：v＝cn，因2的折射率最小，所以光在介质2中的传播速度最大，故C正确；当入射角由45°逐渐增大时，光从2到3是从光疏介质到光密介质，全反射只有光从光密介质射向光疏介质时才能发生，所以在此界面上不会发生全反射，故D错误。
2．(多选)(河北省鸡泽县一中2017年高二下学期期末)一玻璃砖横截面如图所示，其中ABC为直角三角形(AC边末画出)，AB为直角边∠ABC＝45°；ADC为一圆弧，其圆心在BC边的中点。
此玻璃的折射率为1.5。
P为一贴近玻璃砖放置的、与AB垂直的光屏。
若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入玻璃砖，则( BD )A．从BC边折射出宽度与BC边长度相等的平行光B．屏上有一亮区，其宽度小于AB边的长度C．屏上有一亮区，其宽度等于AC边的长度D．当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大解析：作光路图可知平行光从AB边射入后不发生折射，射到BC边上时，由临界角公式可得：sin C＝1n＝11.5＝23，得C＝arcsin23<45°，故全部光线发生全反射，选项A错误；BC边反射的光射向ADC弧形边后，由于弧ADC对平行光有会聚作用，可知B对C错；同时当屏向下移动时，屏上亮区将先变小后变大，所以选项D也正确。
2017_2018学年高中物理第十三章光第2节全反射课件新人教版选修3_420170930520
(1)入射光线与出射光线的对应关系。
(2)入射光线与出射光线的交点在全反射棱镜的斜边上。
[解析] 四个选项产生光路效果如图所示。
则可知B项正确。
[答案] B
1．透明体中的气泡看起来特别亮 光照射到透明体上时，光线绝大多数穿过透明体。若 透明体中有气泡，进入透明体中的部分光线射到空气泡上 时，由于透明体的折射率大于气泡的折射率，若入射角大 于或等于临界角，这部分光会发生全反射，然后射入人眼， 由于气泡处反射回来的光比没有气泡处强得多，所以气泡
光疏介质(例如由水射入空气)时，折射角大于入射角。
(2)光疏介质和光密介质的比较： 光的传播速度 光疏介质 光密介质 (3)相对性： 大 小 折射率 小 大
光疏介质、光密介质是相对的。任何两种透明介质
都可以通过比较光在其中传播速度的大小或折射率的大 小来判定谁是光疏介质或光密介质。
2．全反射现象
一层。
(3)虚像的形成：当光线进入人的眼睛时，人总认为光
是从其反向延长线方向发射而来的，所以地面附近的观察 者就可以观察到虚像，且虚像成像于远处的半空中，这就 是海市蜃楼。如图13－2－10所示。
图13－2－10
3．对沙漠蜃景的解释
(1)气候条件：夏天在沙漠里也会看到蜃景，太阳照到沙地 上，接近沙面的热空气层比上层空气的密度小，折射率也小。 (2)光路分析：从远处物体射向地面的光线，进入折射率小 的热空气层时被折射，入射角逐渐增大，也可能发生全反射。
起保护作用
解析：光导纤维的内芯折射率大于外套的折射率，光在由 内芯射向外套时，在其界面处发生全反射，从而使光在内 芯中传播，故A选项正确。 答案：A
1．光疏介质和光密介质的理解 不同介质的折射率不同，我们把折射率较小的介质 叫做光疏介质，折射率较大的介质叫做光密介质。 (1)对光路的影响： 根据折射定律，光由光疏介质射入光密介质(例如由 空气射入水)时，折射角小于入射角；光由光密介质射入
高中物理第十三章光第2节全反射课堂达标新人教版选修3-4(2021年整理)
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第十三章第二节全反射1．(湖北省襄阳市第四中学2017～2018高二下学期月考）一束光线穿过介质1、2、3时，光路如图所示，则( C )A．介质1的折射率最大B．介质2是光密介质C．光在介质2中的速度最大D．当入射角由45°逐渐增大时，在2、3分界面上可能发生全反射解析：由图可知，光从介质1射入介质2中折射角大于入射角，则n1＞n2。
光从介质2射入介质3中折射角小于入射角,则n2＜n3,据光的可逆性知，光从2射向1或从2射向3时，若入射角相等，从折射角上可判断n3＞n1，所以有n3＞n1＞n2，即介质3折射率最大,故A错误.由对A的分析可知，相对来说,2是光疏介质，故B错误;根据公式：v＝错误!，因2的折射率最小，所以光在介质2中的传播速度最大，故C正确;当入射角由45°逐渐增大时，光从2到3是从光疏介质到光密介质，全反射只有光从光密介质射向光疏介质时才能发生，所以在此界面上不会发生全反射，故D错误。
2．(多选）（河北省鸡泽县一中2017年高二下学期期末）一玻璃砖横截面如图所示，其中ABC为直角三角形（AC边末画出)，AB为直角边∠ABC＝45°；ADC为一圆弧,其圆心在BC边的中点。
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第2节 全反射
1．光从介质a 射向介质b ，如果要在a 、b 介质的分界面上发生全反射，那么必须满足的条件是( )
A ．光在介质a 中的速度必须大于介质b 中的速度
B ．a 是光密介质，b 是光疏介质
C ．光的入射角必须大于或等于临界角
D ．必须是单色光
解析：由v ＝c
n
，折射率大的，在介质中的传播速度小，根据全反射的条件，则a 是光密介质、折射率大，光在介质a 中的传播速度小。
故B 、C 正确。
答案：BC
2.如图1所示，MM ′是两种介质的界面，A 是入射光线，B 是反
射光线，C 是折射光线，O 是入射光线的入射点，NN ′是法线，θ1是入射角，θ2是折射角，且θ1>θ2。
则下列判断正确的是( )
A ．θ1逐渐增大时θ2也逐渐增大，有可能发生全反射现象
B ．θ1逐渐减小时θ2也逐渐减小，有可能发生全反射现象
图1
C ．θ1逐渐增大时θ2将逐渐减小，有可能发生全反射现象
D ．θ1逐渐增大时θ2也逐渐增大，但不可能发生全反射现象
解析：由n ＝sin θ1
sin θ2
可知，θ1逐渐增大时，θ2也逐渐增大，但因θ1>θ2，MM ′上方
为光疏介质，故θ1再大，也不能发生全反射现象，D 正确。
答案：D
3．如图2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( )
图2 A.
6
2
B. 2
C.3
2
D. 3
解析：作出几何光路图，如图所示。
由折射规律可得sin 45°
sin r
＝
n ，若光线在AC 边上的D 点发生全反射，则sin β＝1
n
，由几何关系又有r ＝90°－β，结
合以上三式可得n 2
＝32，即n ＝62
，正确答案为A 。
答案：A
4.(2011·福建高考)如图3，半圆形玻璃砖置于光屏PQ 的左下方。
一束白光沿半径方向从A 点射入玻璃砖，在O 点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带。
若入射点由A 向B 缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O 点，观察到各色光在光屏上陆续消失。
在光带未完全
消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是( ) 图3
A ．减弱，紫光
B ．减弱，红光
C ．增强，紫光
D ．增强，红光
解析：入射点由A 向B 缓慢移动的过程中，同一介质对各色光的折射率不同，各色光对应的全反射的临界角也不同。
七色光中紫光的折射率最大，由sin C ＝1
n
可知紫光的临界角
最小，所以最先发生全反射的是紫光，折射光减弱，则反射光增强，故C 正确。
答案：C
5.光导纤维是利用光的全反射来传输光信号的。
如图4所示，一光导纤维内芯折射率为n 1，外层折射率为n 2，一束光信号与界面夹角α由内芯射向外层，要在界面发生全反射，必须满足的条件是( )
图4
A ．n 1＞n 2，α小于某一值
B ．n 1＜n 2，α大于某一值
C ．n 1＞n 2，α大于某一值
D ．n 1＜n 2，α小于某一值
解析：要使光信号在内芯与外层的界面上发生全反射，必须让内芯折射率n 1大于外层折射率n 2，同时入射角须大于某一值，故α应小于某一值，故A 正确。
答案：A
6.如图5所示，一条光线从空气中垂直射到棱镜界面BC 上，棱镜的折射率为2，则这条光线离开棱镜时与界面的夹角为
________。
图5 解析：因为棱镜的折射率为2，所以临界角C 应满足sin C ＝1
n
，
所以C ＝45°。
作光路图如图所示。
因光线从空气中射到BC 界面时入射角为零度，故进入BC 面时不发生偏折，到AB 面时由几何关系知入射角i ＝60°＞C ，故在AB 面上发生全反射，反射光线射到AC 面时，
可知入射角α＝30°＜C ，所以在AC 面上既有反射光线又有折射光线。
由n ＝sin γ
sin α
得sin
γ＝
2
2
，γ＝45°，所以该折射光线与棱镜AC 面夹角为45°；又因从AC 面反射的光线第二次射到AB 面上时，由几何关系知其入射角为0°，所以从AB 面上折射出的光线与AB 界面夹角为90°。
答案：45°和90°
7.如图6所示，扇形AOB 为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB ＝60°。
一束平行于角平分线OM 的单色光由OA 射入介质，经OA 折射的光线恰平行于OB 。
(1)求介质的折射率。
(2)折射光线中恰好射到M 点的光线________
图6
(填“能”或“不能”)发生全反射。
解析：(1)由题意画出光路图如图所示，可得入射角i ＝60°，
折射角r ＝30°，由折射定律可得此介质的折射率为
n ＝
sin i sin r ＝sin 60°
sin 30°
＝ 3 (2)由题意画出恰好经过M 点的折射光线如图所示，可得出此时射向M 点的入射角为
180°－30°－90°－30°＝30°。
全反射的临界角sin C ＝1n ＝33>sin 30°＝12，
故不能发生全反射。
答案：(1) 3 (2)不能
8．半径为R 的1
4透明圆柱体固定于地面上，透明体对红光的折射率为n ＝2，如图7所
示。
今让一束平行于地面的红光射向圆柱体左侧，经折射红光照射到右侧地面上。
则圆柱体右侧地面上的黑暗部分长度为________。
图7
解析：光线从圆柱体射出的临界角满足sin C ＝1
n ＝1
2，所以C ＝30°
地面上黑暗部分如图中阴影所示，其长度为
l ＝
R
cos 30°－R ＝23－33
R 。
答案：23－33
R
9．(2012·山东高考)如图8所示，一玻璃球体的半径为R ，O 为球心，AB 为直径。
来自B 点的光线BM 在M 点射出，出射光线平行于AB ，另一光线BN 恰好在N 点发生全反射。
已知∠ABM ＝30°，求 图8
(1)玻璃的折射率。
(2)球心O 到BN 的距离。
解析：(1)设光线BM 在M 点的入射角为i ，折射角为r ，由几何知识可知，i ＝30°，r ＝60°，根据折射定律得
n ＝
sin r
sin i
①
代入数据得
n ＝ 3 ②
(2)光线BN 恰好在N 点发生全反射，则∠BNO 为临界角C sin C ＝1
n
③
设球心到BN 的距离为d ，由几何知识可知
d ＝R sin C ④
联立②③④式得d ＝33
R 。
答案：(1) 3 (2)
33
R。