物理人教版选修3-4成长训练：第十三章 2.全反射含解析

主动成长

夯基达标

1.在空气与水的交界面处发生全反射的条件是（ ）

A.由空气射入水中，入射角足够大

B.由空气射入水中，入射角足够小

C.由水中射入空气，入射角足够大

D.由水中射入空气，入射角足够小 思路解析：光照射到两种介质界面上时，光线全部被反射回原介质的现象称为全反射现象.发生全反射的条件为：（1）光线从光密介质射向光疏介质；（2）入射角大于或等于临界角.光线从某种介质射向真空时的临界角为：n

C 1arcsin . 答案：C

2.两种介质交界面上发生全反射时（ ）

A.光线一定在光密介质中

B.入射角一定不小于临界角

C.界面相当于一个镜面

D.有一部分光线进入另一种介质中 思路解析：根据折射定律，光由光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角；光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角.

答案：ABC

3.光导纤维在信息传递方面有很多应用，利用光导纤维进行通信所依据的原理是（ ）

A.光的折射

B.光的全反射

C.光的干涉

D.光的色散 思路解析：光导纤维，简称化纤，是利用全反射的原理来传播光信号的，通常光纤是由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套大，光传播过程中是在内芯和外套的界面上发生全反射.

答案：B

4.潜水员在水深为h 的地方向水面观望时，发现整个天空及远处地面的景物均呈现在水面处的圆形区域内，已知水的临界角为θ,则所观察到的圆形半径为（ ）

A.htan θ

B.hsin θ

C.θtan h

D.θ

sin h 思路解析：如图30所示，水面上景物发出的光线经水面折射后均在倾角为2θ的圆锥里，人的眼睛处在圆锥的顶点处，而最远处的景物进入眼睛的光线几乎是紧贴水面，其入射角接近90°，折射角为θ，因此，人看到水面上的景物呈现在水面以r 为半径、人眼上方的水面上的O 点为圆心的区域内.

图30

由图可知r=htan θ.

答案：A

5.第4题中若已知水的折射率等于n ，则此圆形区域半径的表达式为___________. 思路解析：因为n

1sin =θ 所以cos θ=n n n

11122-=- 则tan θ=,11cos sin 2-=n θ

θ即12-=n h r . 答案：12-n h

6.如图13-7-3所示，一束平行光从真空射向一块半圆形的玻璃砖，正确的是（ ）

图13-7-3

A.只有圆心两侧

3

2R 范围内的光线不能通过玻璃砖 B.只有圆心两侧32R 范围内的光线能通过玻璃砖 C.通过圆心的光线将直线穿出不发生偏折

D.圆心两侧3

2R 范围外的光线将在曲面上发生全反射 思路解析：光线无偏折从直径边进入玻璃砖内后射向圆弧界面，这时，光有可能在圆弧界面上发生全反射（因为从光密介质射向光疏介质）.由几何知识知：这些光在圆弧界面上各处的入射角i 是不同的.设某光线距圆心O 的距离为x ，则i R

x sin =. 当光线过圆心时的入射角i=0，故不发生偏折而直线穿过，C 选项正确. 当入射角i 等于临界角C 时，有

325.111sin ====n C R x ，所以32R x =处的光线的入射角恰等于临界角.

由几何知识知，x 越大，光线的入射角i 越大，故32R x >

外的光线将在曲面发生全反射，3

2R x <

内的光线不发生全反射能通过曲面，因此，B 、D 选项正确. 答案：BCD

7.如图13-7-4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，这条光线离开棱镜时与界面的夹角为（ ）

图13-7-4

A.30°

B.45°

C.60°

D.90°