第十三章 光 13.2全 反 射 课时提升作业 十三
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.docx
全反射A组(25分钟)1.关于全反射,下列叙述正确的是()A.发生全反射时仍有折射光线,只是折射光线非常弱B.光从光密介质射向光疏介质时,一定会发生全反射现象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解析：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,二者缺一不可,故选项B、D错误,C正确;发生全反射时,折射光线全部消失,只剩下反射光线,选项A错误。
答案：C2.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)()A.图乙、丙、丁B.图乙、丁C.图乙、丙D.图甲、丙解析：题图甲、乙情景中,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、丁情景中,光由玻璃进入空气中,sin C=1n=23<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,光路如图所示。
下列说法正确的是()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解析：光的频率由光源决定,在传播过程中频率不变,选项A正确;由折射定律n=sin θ1sin θ2=sin45°sin30°=2,选项B正确;发生全反射的临界角C=arcsin 1n=45°,只有当光线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,所以选项C、D错误。
答案：AB4.如图所示,半径为R的半圆形透明材料,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,则下列说法正确的是()A.所有光线都能透过这种材料B.只有距圆心O两侧R2范围内的光才能通过C.射出的光束会形成发散光束D.射出的光束会形成会聚光束解析：平行光射到底面时,光线与界面垂直,方向不变,继续射到球面时,距圆心D两侧R2范围内的光线入射角小于临界角C=arcsin 1n=30°,发生折射形成会聚光束,范围外的光线入射角大于或等于临界角发生全反射。
2019-2020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.doc
2019-2020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3-41．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 ＝cn，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：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解析：由n ＝sin θ1sin 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：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2 A.62B. 2C.32D. 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＝1n，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：A4.(2011·福建高考)如图3，半圆形玻璃砖置于光屏PQ 的左下方。
学年高中物理第章光课时提升作业十三全反射新人教版选修.doc
课时提升作业十三全反射(40分钟100分)一、选择题(本题共7小题,每小题8分,共56分)1.酷热的夏天,在平坦的柏油公路上,你会看到在一定距离之外,地面显得格外明亮,仿佛是一片水面,似乎还能看到远处车、人的倒影。
但当你靠近“水面”时,它也随你靠近而后退。
对此现象正确的解释是( )A.出现的是“海市蜃楼”,是由光的折射造成的B.“水面”不存在,是由于酷热难耐,人产生的幻觉C.太阳辐射到地面,使地表温度升高,折射率大,发生全反射D.太阳辐射到地面,使地表温度升高,折射率小,发生全反射【解析】选D。
在太阳光照射下,地表温度升高,地面附近空气的折射率变小,光发生全反射,D 正确。
【补偿训练】(多选)下述现象哪些是由于全反射造成的( )A.露水珠或喷泉的水珠,在阳光照耀下格外明亮B.直棒斜插入水中时呈现弯折现象C.口渴的沙漠旅行者,往往会看到前方有一潭晶莹的池水,当他们喜出望外地奔向那潭池水时,池水却总是可望而不可及D.在盛水的玻璃杯中放一空试管,用灯光照亮玻璃杯侧面,在水面上观察水中的试管,看到试管壁特别明亮【解析】选A、D。
露水珠或喷泉的水珠,在阳光照耀下在部分位置发生全反射,所以格外明亮,故A正确;直棒斜插入水中时呈现弯折现象是由于光的折射,故B不正确;口渴的沙漠旅行者,往往会看到前方有一潭晶莹的池水,是折射的现象,故C错误;盛水的玻璃杯中放一空试管,用灯光照亮玻璃杯侧面,在水面上观察水中的试管,看到试管壁特别明亮,是由于发生了全反射,故D正确。
2.(2018·杭州高二检测)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】选C。
高中物理 13_2 全反射课时作业 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解析：光纤是利用光的全反射现象而实现光作为载体的信息传递，光纤是内芯折射率大于外层表皮折射率的很细的玻璃丝．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，看到试管特别明亮解析：露水珠在阳光下格外明亮属于光的散射，直棒斜插入水中时呈现弯折现象属于光的折射，所以选项A、B错误；海市蜃楼属于全反射现象，所以选项C正确；由于空试管内为空气，水中的试管在灯光照射下，光由玻璃射入空气发生全反射现象，光线被反射回来，显得特别明亮，所以选项D正确．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 解析： 本题考查光的色散、全反射现象、光速和折射率之间的关系等知识点．由图知单色光1在界面折射时的偏折程度大，则单色光1的折射率大，因此单色光1的频率大于单色光2的，那么单色光1的波长小于单色光2的，A 项对；由n ＝c v 知，折射率大的单色光1在玻璃中传播速度小，当单色光1、2垂直射入玻璃时，二者通过玻璃板的路程相等，此时单色光1通过玻璃板所需的时间大于单色光2的，B 、C 项都错；由sin C ＝1n及单色光1的折射率大知，D 项对．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1sin CB ．此单色光在该介质中的传播速度等于c ·sinC (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 解析： 该题考查临界角、折射率以及光速之间的关系．由临界角的计算式sin C ＝1n，得n ＝1sin C ，选项A 正确；将n ＝c v 代入sin C ＝1n ，得sin C ＝v c ，故v ＝c sin C ，选项B 正确；设该单色光的频率为f ，在真空中的波长为λ0，在介质中的波长为λ，由波长、频率、光速的关系得c ＝λ0f ，v ＝λf ，故sin C ＝v c ＝λλ0，λ＝λ0sin C ，选项C 正确；该单色光由真空传入介质时，频率不发生变化，选项D 错误．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可发生全反射解析：与介质Ⅱ相比，介质Ⅰ为光密介质，由于介质Ⅱ是空气，根据发生全反射的条件可知，光线a可能发生全反射，光线b不可能发生全反射，B、D均错误；光线a发生全反射的临界角满足sin C＝1n1.解得C＝45°.由图可知，光线a的入射角为60°＞C＝45°，光线a能发生全反射，因此A错误，C正确．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解析：垂直射向界面的光线不偏折，因而光束沿直线平行射到半圆面上．其中通过圆心的光线将沿直线穿过玻璃砖，不发生偏折，入射角为零．由中心向外的光线，在半圆面上进入真空时的入射角逐渐增大并趋近90°角，且折射角一定大于入射角，所以一定会发生全反射，故B、C、D正确．答案：BCD7.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．该棱镜材料的折射率为( )A.62B.2C.32D.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＝1n ，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： A8．为了研究一海龟的生活习性，在其背部安装了强点光源，已知海水的折射率为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．解析： 由折射定律，设全反射的临界角为C ，则sin C ＝1n由几何关系知tan C ＝r h联立解得h ＝8 m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？解析： 激光在光纤中传播的总路程s ′＝s sin C ＝ns ，在光纤中的传播速度v ＝cn，因t ＝s ′v ＝n 2s c，则n ＝ct s . 答案： cts10．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 光的临界角小解析： 由光路图可知，A 、B 的入射角相同，而从玻璃向空气中折射时A 的折射角大，所以由折射率公式知A 光的折射率大，B 错误；由n ＝cv知，折射率越大，在玻璃中的速度越小，则A 的速度较小，A 正确；由于A 的频率大于B 的频率，由公式c ＝λf 可以判断C 正确；结合临界角公式sin C ＝1n，折射率越大，临界角越小，A 的临界角小，所以D 错误．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．解析：依题意作出光路图，如下图所示(1)由几何知识可知，入射角i＝60°，折射角r＝30°，根据折射定律得n＝sin i sin r代入数据解得n＝3 (2)不能．答案：(1) 3 (2)不能。
人教版物理选修3-4作业课件：13-2 全反射
6．华裔科学家高锟获得过 2009 年诺贝尔物理奖，他被誉为“光 纤通信之父”．光纤通信中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结 构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．下列关于光 导纤维的说法中正确的是( AD )
A．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
B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发 生全反射
5.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，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 1.5，则光束在桌面上形成的光 斑半径为( C )
A．r C．2r
解析：远处山峰的倒影非常清晰，是因为山峰的光线在水面上发生 了反射，但不是全反射，因为全反射只有光从光密介质射入光疏介质时 才可能发生，故 A 错误．光线由水射入空气，光的波速变大，频率不变， 由波速公式 v＝λf 知波长变大，故 B 错误．远处水面下景物的光线射到 水面处，入射角很大，当入射角大于等于全反射临界角时能发生全反射， 光线不能射出水面，因而看不见，故 C 正确．近处水面下景物的光线射 到水面处，入射角较小，反射光较弱而折射光较强，射出水面而进入人 眼睛中的能量较多，故 D 错误．
4．如图所示，光线由空气射入半圆形玻璃砖，或由玻璃砖射入空 气的光路图中，正确的是(玻璃的折射率为 1.5)( A )
A．图乙、丁 C．图乙、丙
B．图甲、丁 D．图甲、丙
解析：光线由空气进入玻璃砖中时，入射角大于折射角，由玻璃砖 射入空气时，入射角小于折射角，由临界角计算公式得 C＝arcsinn1＝ arcsin11.5＝41°49′，入射角 50°大于临界角，将发生全反射．
课时作业20：13.2 全反射
2全反射考点一对全反射的理解1．关于全反射，下列叙述中正确的是()A．发生全反射时仍有折射光线，只是折射光线非常弱B．光从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射现象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答案 C解析发生全反射时折射光线消失，所以选项A错误；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，二者缺一不可，所以选项B、D错误，选项C正确．2．(多选)下述现象哪些是由于全反射造成的()A．露水珠或喷泉的水珠，在阳光照耀下格外明亮B．直棒斜插入水中时呈现弯折现象C．口渴的沙漠旅行者，往住会看到前方有一潭晶莹的池水，当他们喜出望外地奔向那潭池水时，池水却总是可望而不可及D．在盛水的玻璃杯中放一空试管，用灯光照亮玻璃杯侧面，在水面上观察水中的试管，看到试管壁特别明亮答案ACD3.(多选)如图1所示，ABCD是两面平行的透明玻璃砖，AB面和CD面是玻璃和空气的分界面，分别设为界面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，如果改变光线到达界面Ⅰ时的入射角，则()图1A．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答案CD解析在界面Ⅰ上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，都不可能发生全反射现象，则选项C正确；在界面Ⅱ上光由玻璃进入空气，是由光密介质进入光疏介质，但是，由于界面Ⅰ和界面Ⅱ平行，光由界面Ⅰ进入玻璃后再到达界面Ⅱ，在界面Ⅱ上的入射角等于在界面Ⅰ上的折射角，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正确．考点二全反射棱镜4.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自行车尾灯上，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2所示．下列说法中正确的是()图2A．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答案 B5．如图3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，由此可知棱镜的折射率不可能是()图3A．1.7 B．1.8C．1.5 D．1.36答案 D解析光线射向底边的入射角为45°，因为发生全反射，所以临界角要小于或等于45°，故n≥2，D不可能．考点三光导纤维6．光导纤维的结构如图4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()图4A．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B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射D．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用答案 A解析光导纤维内芯的折射率大于外套的折射率，光由内芯射向外套时，在其界面处发生全反射，从而使光在内芯中传播，A对．7．光导纤维技术在现代生产、生活与科技方面得以广泛应用．如图5所示是一个质量分布均匀的有机玻璃圆柱的横截面，O点为圆心，B、C为圆上两点，一束单色光沿AB方向射入，然后从C点射出，已知∠ABO＝127°，∠BOC＝120°，真空中光速c＝3×108 m/s，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6.则()图5A．光在该有机玻璃中传播速度为1.875×108 m/sB．光在该有机玻璃中的折射率为1.8C．光在该有机玻璃中发生全反射的临界角为53°D．若将该材料做成长300 km的光导纤维，此单色光在光导纤维中传播的最短时间为1×10－3 s 答案 A解析根据折射定律得：n＝sin(180°－127°)sin 30°＝0.80.5＝1.6，则光在该有机玻璃中传播的速度为v＝cn＝3×1081.6m/s＝1.875×108 m/s，故A正确，B错误；根据sin C＝1n得，sin C＝11.6＝0.625<sin53°，所以发生全反射的临界角不是53°，故C错误；当光线与光导纤维平行时，传播的时间最短，则传播的最短时间t＝Lv＝nLc＝1.6×3×1053×108s＝1.6×10－3 s，故D错误．8．(2019·三亚华侨学校高二期末)如图6所示，一束单色光沿半圆柱形玻璃砖的半径垂直ab 面入射，有光线从ab面射出．以O点为圆心，将玻璃砖缓慢转过θ角时，恰好没有光线从ab面射出，则该玻璃砖的折射率为()图6A.1sin θ2B.1sin θC.1sin 2θD.12sin θ答案 B解析 由题可知，将玻璃砖缓慢转过θ角时，恰好没有光线从ab 面射出，说明光线发生了全反射，此时的入射角等于临界角，即有i ＝C ，由几何关系知入射角i ＝θ，又sin C ＝1n ，则n＝1sin C ＝1sin θ，只有B 项正确． 9．如图7所示，一个透明玻璃球的折射率为2，一束足够强的细光束在过球心的平面内，以45°入射角由真空射入玻璃球后，在玻璃球与真空的交界面处发生多次反射和折射，从各个方向观察玻璃球，能看到从玻璃球内射出的光线的条数是( )图7A ．2B ．3C ．4D ．5 答案 B解析 设光在该玻璃球中发生全反射的临界角是C ，则sin C ＝1n ＝22，解得C ＝45°；光在玻璃球中的折射率n ＝sin 45°sin θ，解得θ＝30°.光路图如图所示，所以共3条光线射出玻璃球．10．(2019·菏泽市高二检测)如图8，一个三棱镜的截面为等腰直角三角形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8A.62 B. 2 C.32D. 3 答案 A解析 光路图如图所示，由折射定律知n ＝sin 45°sin r ，光线进入棱镜后在AC 边恰好发生全反射，sin C ＝1n，由几何关系： C ＝90°－r 解以上三式得n ＝62，选项A 正确． 11．(2019·沈阳市高二检测)如图9是一个14圆柱体棱镜的截面图，图中E 、F 、G 、H 将半径OM 分成5等份，虚线EE 1、FF 1、GG 1、HH 1平行于半径ON ，ON 边可吸收到达其上的所有光．已知该棱镜的折射率n ＝53，若平行光束垂直入射并覆盖OM ，则光( )图9A ．不能从圆弧NF 1射出B ．只能从圆弧NG 1射出C ．能从圆弧G 1H 1射出D ．能从圆弧H 1M 射出答案 B解析 由临界角公式得到sin C ＝1n ＝35.设圆弧的半径为R，R sin C＝35R，则由题可知，当光从G点入射到圆弧面G1点时，恰好发生全反射．当入射点在G1的右侧时，入射角大于临界角，将发生全反射，光将不能从圆弧射出．当入射点在G1的左侧时，入射角小于临界角，不发生全反射，光将从圆弧面射出．所以光只能从圆弧NG1射出．故选项B正确．12．(2019·江苏卷)如图10所示，某L形透明材料的折射率n＝2.现沿AB方向切去一角，AB 与水平方向的夹角为θ.为使水平方向的光线射到AB面时不会射入空气，求θ的最大值．图10答案60°解析水平方向的光线射到AB面时，入射角为α，不射入空气，则在AB面发生全反射，α≥C.恰好发生全反射时：sin C＝1n＝12，得C＝30°.又α＋θ＝90°得θ≤60°故θ的最大值为60°.13．(2020·江苏高二期末)湖面上有一伸向水面的混凝土观景台，如图11所示是其截面图．观景台下表面恰好和水面相平，A为观景台右侧面在湖底的投影，水深h＝4 m．一位身高1.8 m 的游客在距离观景台右侧边缘2.4 m处，正好看到距离观景台右侧面x＝3 m处的水面下方的P点，P为一单色点光源．图11(1)求该单色光在水中的折射率；(2)若将此光源竖直向上移动到接近水面时，观景台上的B点处再也没有光线射出，求点光源至少需要向上移动多少米？ 答案 (1)43(2)(4－7) m解析 (1)根据题意画出光路图，根据几何关系得：sin i ＝45，sin r ＝35则该单色光在水中的折射率为：n ＝sin i sin r ＝43；(2)设光源离水面的距离为l 时，观景台上的B 点处恰好没有光线射出，此时入射角为C ，则有sin C ＝1n ＝34根据几何关系得：l ＝xtan C联立解得l ＝7 m所以点光源至少需要向上移动(4－7) m.14．(2020·广西高二期末)如图12所示，AOB 是由某种透明物质制成的半径为R 的14圆柱体横截面(O 为圆心)，透明物质折射率为 2.今有一束平行光以45°的入射角从真空射向柱体的OA 平面，这些光线中有一部分不能从柱体的AB 面上射出，设凡射到OB 面的光线全部被吸收，也不考虑OA 面的反射．求：图12(1)从AO 面射入透明物质的折射角；(2)光线从透明物质射向真空时发生全反射的临界角； (3)AB 面上能射出光线的部分的弧长． 答案 (1)30° (2)45° (3)πR 4解析 (1)如图所示：从O 点射入的光线，折射角为r ，根据折射定律有：n ＝sin 45°sin r解得：r ＝30°； (2)由临界角公式得： sin C ＝1n ＝22故临界角为：C ＝45°；(3)设光线从某位置P 点入射的光线，折射到AB 面上Q 点时，入射角恰等于临界角C ，△PQO 中：α＝180°－90°－C －r ＝15°，所以能射出光线的区域对应的圆心角为：β＝90°－α－r ＝45°，即π4，则能射出光线的部分的弧长：s ＝βR ＝πR4.。
【人教版】物理选修(3-4)：13-2《全反射》课时精练(含答案)
【金版教程】高中物理 13-2 全反射课时精练 新人教版选修3-41. 关于全反射及其应用的认识，下列说法正确的是( )A ．发生全反射时，仍有折射光线，只是折射光线非常弱，因此可以认为不存在折射光线而只有反射光线B ．全反射是反射光线与折射光线重合的一种现象C ．光线从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射D ．光线从光疏介质射向光密介质时，不可能发生全反射E ．光纤通信是利用了光的折射原理解析：发生全反射时，折射光线消失，A 错，同理B 错；由发生全反射的条件可知C 错D 对；光纤通信是利用了光的全反射原理，E 错。
答案：D2. 如图，光线在空气和半圆形玻璃砖的界面处的光路图中，正确的是(玻璃的折射率为1.5)( )A ．图乙、丁B ．图甲、丁C ．图乙、丙D ．图甲、丙解析：光线由空气进入玻璃砖中时，入射角大于折射角，由玻璃砖射入空气时，入射角小于折射角，由临界角计算公式得：C ＝arcsin 1n ＝arcsin 11.5＝41°49′，入射角50°大于临界角，将发生全反射。
答案：A3. 光在某种介质中的传播速度为1.5×108m/s ，光从此介质射向空气并发生全反射时的临界角是( )A ．15°B ．30°C ．45°D ．60°解析：由n ＝c v ＝2，又因为sin C ＝1n ＝12，故C ＝30°。
答案：B4. 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．h tanθB．h sinθC.htanθD.hsinθ解析：画出全反射光路图可知sin C＝sinθ，tanθ＝Rh，R＝h tanθ，A正确。
答案：A5.光导纤维的结构如图，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的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射D．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用解析：光导纤维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。
高中物理 第十三章 光 2 全反射课后训练 新人教版选修3-4(2021年最新整理)
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全反射基础巩固1，一束光从该介质射向空气，入射角是60°，则下列光路图中正确的是（图中Ⅰ为空气,Ⅱ为介质)（）甲2．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,其框外光线如图甲所示。
方框内有两个折射率n＝1。
5的玻璃全反射棱镜。
图乙给出了两棱镜四种放置方式的示意图，其中能产生图甲效果的是（)乙3．光导纤维是利用光的全反射来传输光信号的。
如图所示,一光导纤维内芯折射率为n1，外层折射率为n2，一束光信号与界面夹角为α由内芯射向外层，要在界面上发生全反射，必须满足的条件是( )A．n1＞n2，α小于某一值B．n1＜n2，α大于某一值C．n1＞n2，α大于某一值D．n1＜n2，α小于某一值4．下列说法正确的是( ）A．潜在水中的潜水员斜向上看岸边的物体时，看到的物体的像将比物体所处的实际位置低B．光纤通信是一种现代通信手段，它是利用光的全反射原理来传播信息的C．玻璃杯裂缝处在光的照射下，看上去比周围明显亮，是由于光的全反射D．海市蜃楼产生的原因是由于海面上上层空气折射率比下层空气折射率大能力提升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BC的中点，则( ）AB ．光在F 点发生全反射C ．光从空气进入棱镜，光速变小D ．从F 点出射的光束与入射到E 点的光束平行6．如图，一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC ，∠A 为直角。
高考物理一轮复习 第十三章 光 电磁波 相对论 第一节 光的折射 全反射课时作业
光的折射 全反射时间：45分钟一、单项选择题1．一束白光通过三棱镜折射后，在屏上形成了彩色光带，以下说法错误的是( ) A ．红光最先穿过棱镜 B ．偏折最大的是紫光 C ．在玻璃中速度最大的是紫光 D ．在玻璃中速度最大的是红光解析：由光的色散可知七色光中紫光偏折最大，折射率最大，据v ＝c n可知在玻璃中紫光的速度最小，B 正确，C 错误；红光折射率最小，在玻璃中速度最大，最先穿过棱镜，A 、D 正确．答案：C 2.一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a 、b 两束单色光，其传播方向如图所示．设玻璃对a 、b 的折射率分别为n a 和n b ，a 、b 在玻璃中的传播速度分别为v a 和v b ，则( )A ．n a ＝n bB ．n a <n bC ．v a ＝v bD ．v a <v b解析：由图据折射定律可知n a >n b ，A 、B 错误；据v ＝cn可知v a <v b ，C 错误，D 正确． 答案：D3．一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上，经两次折射后从玻璃板另一个表面射出，出射光线相对于入射光线侧移了一段距离．在下列情况下，出射光线侧移距离最大的是( )A ．紫光以45°的入射角入射B ．红光以45°的入射角入射C ．紫光以30°的入射角入射D ．红光以30°的入射角入射 解析：因为同种介质对紫光的折射率较大，故入射角相同时，紫光侧移距离较大，B 、D 错；设入射角为i ，折射角为r ，则侧移距离x ＝d sin i ·1－cos in 2－sin 2i对于同一种色光，入射角越大，则侧移距离越大，A 正确，C 错误．答案：A4．如图所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r ，外圆半径为R ，R ＝2r .现有一束单色光垂直于水平端面A 射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面B 射出．设透明柱体的折射率为n ，光在透明柱体内传播的时间为t ，若真空中的光速为c ，则( )A ．n 可能为 3B ．n 可能为1.2C ．t 可能为22rcD ．t 可能为4.8rc解析：只经过两次全反射，则光路图如图所示，可知第一次入射角为45°.根据全反射条件可知临界角C ≤45°，再根据n ＝1sin C知n ≥2，故A 对，B 错；光在透明柱体中运动路程为L＝4r ，运动时间为t ＝L v ＝4nr c ，则t ≥42rc，则C 、D 错误． 答案：A5．夏天，海面上下层空气的温度比上层空气的温度低，我们设想海面上的空气是由折射率不同的许多水平气层组成，远处的景物发出的光线由于不断被折射，越来越偏离原来方向，以致发生全反射，人们逆着光线看去就出现了蜃景，如图所示，下列说法正确的是( )A ．海面上，上层空气的折射率比下层空气的折射率要小B ．海面上，上层空气的折射率比下层空气的折射率要大C ．蜃景不遵从光的折射定律D ．B 是蜃景，A 是景物解析：海面上，下层空气的温度比上层空气温度低，因此下层空气的折射率较大．入射光线从下层射向上层时，折射角比入射角大，这样在更上层的入射中入射角逐渐增大，据折射定律知最后会发生全反射现象．答案：A 二、多项选择题 6.固定的半圆形玻璃砖的横截面如图，O 点为圆心，OO ′为直径MN 的垂线．足够大的光屏PQ 紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN .由A 、B 两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O 点，入射光线与OO ′夹角θ较小时，光屏NQ 区域出现两个光斑，逐渐增大θ角，当θ＝α时，光屏NQ 区域A 光的光斑消失，继续增大θ角，当θ＝β时，光屏NQ 区域B 光的光斑消失，则( )A ．玻璃砖对A 光的折射率比对B 光的大 B ．A 光在玻璃砖中传播速度比B 光的大C ．α<θ<β时，光屏上只有1个光斑D ．β<θ<π2时，光屏上只有1个光斑解析：光θ较小时，屏上NQ 区域有两个光斑，这是两种单色光折射后折射程度不同的结果，当θ＝α时NQ 区域A 光消失，说明A 光发生了全反射，A 光发生全反射的临界角为α，同理，B 光发生全反射的临界角为β，由于β>α，由n ＝1sin C可知，B 光的折射率小，A 项正确；由v ＝c n可知，B 光在半圆形玻璃砖中传播速度较大，B 项错误；α<θ<β时，NQ 区域只有一个光斑，而由于光的反射，在NP 区域还有一个光斑，β<θ<π2时，两种单色光全部发生全反射，在NQ 区域没有光斑，在NP 区域有一个由全反射形成的光斑，D 项正确．答案：AD7．DVD 光盘由塑料保护层和信息记录层组成．如图所示，激光束以入射角θ从空气入射到厚度为d 、折射率为n 的塑料保护层后，聚焦到信息记录层的光斑宽度为a ，才能有效获取信息．在保证a 不变的前提下，减小激光束照到塑料保护层的宽度l (l ＝a ＋2b )，则( ) A ．须满足sin θ＝nbb 2＋d 2B ．须满足sin θ＝dn b 2＋d 2C ．在θ和n 不变时，须减小dD ．在θ和d 不变时，须减小n解析：设折射角为α，则n ＝sin θsin α＝sin θb b 2＋d2，则sin θ＝nbb 2＋d2，A 正确，B 错误；在θ和n 不变时，减小d ，则b 会相应减小，l 会减小，C 正确；θ和d 不变时，减小n ，则折射角又会增大，l 会增大，D 错误．答案：AC 8.某学习小组在探究三棱镜对光的色散的实验中，用一束含有两种A 、B 不同颜色的光束以一定的角度从三棱镜的一面射入，并从另一面射出，如图所示．由此我们可以知道( )A ．在同种介质中，A 光的波长比B 光的波长长B ．从空气中以相同的入射角射入同样的介质，A 光的折射角比B 光的小C ．A 、B 两种光在水中的速度一样大D ．A 、B 两种光从相同的介质入射到空气中，逐渐增大入射角，B 光先发生全反射 解析：由图可知，B 光折射率较大，其频率大，所以在同种介质中，A 光的波长比B 光的波长长，A 正确；从空气中以相同的入射角射入同样的介质，A 光的折射角比B 光的大，B 错误；A 光在水中的速度较大，C 错误；由于B 光的折射率较大，所以B 光的全反射临界角较小，A 、B 两种光从相同的介质入射到空气中，逐渐增大入射角，B 光先发生全反射，D 正确．答案：AD 三、非选择题 9.直角玻璃三棱镜的截面如图所示，一条光线从AB 面入射，ab 为其折射光线，ab 与AB 面的夹角α＝60°.已知这种玻璃的折射率n ＝2，则：(1)这条光线在AB 面上的入射角为________．(2)图中光线ab ________(填“能”或“不能”)从AC 面折射出去． 解析：(1)由图可知ab 与法线的夹角θ2＝30°，根据折射定律得n ＝sin θ1sin θ2，θ1为光在AB 面的入射角，故sin θ1＝n sin θ2＝2·si n30°＝22，θ1＝45° (2)设光线在这种玻璃中的全反射临界角为C ，则sin C ＝1n ＝22，C ＝45°，又ab 光线在AC 界面的入射角为60°>C ＝45°，所以ab 光线发生全反射，不能从AC 面射出．答案：(1)45° (2)不能10．如图所示为一巨大的玻璃容器，容器底部有一定的厚度，容器中装一定量的水，在容器底部有一单色点光源，已知水对该光的折射率为43，玻璃对该光的折射率为1.5，容器底部玻璃的厚度为d ，水的深度也为d .求：(1)该光在玻璃和水中传播的速度(光在真空中的传播速度为c )； (2)水面形成的光斑的面积(仅考虑直接由光源发出的光线)．解析：(1)由v ＝c n 得，光在水中的速度为v 1＝34c ，光在玻璃中的速度为v 2＝23c .(2)根据几何关系画出光路图，如图所示．光恰好在水和空气的分界面发生全反射时sin C ＝1n 1＝34，在玻璃与水的分界面上，由相对折射关系可得sin C sin θ＝n 2n 1，解得：sin θ＝23代入数据可计算出光斑的半径r ＝d (tan θ＋tan C )＝(377＋255)d 水面形成的光斑的面积S ＝πr 2＝73＋1235πd235.答案：(1)23c 34c (2)73＋1235πd23511．如图所示，矩形ABCD 为一水平放置的玻璃砖的截面，在截面所在平面有一细束激光照射玻璃砖，入射点距底面的高度为h ，反射光线和折射光线与底面所在平面的交点到AB 的距离分别为l 1和l 2，在截面所在平面内，改变激光束在AB 面上入射点的高度与入射角的大小，当折射光线与底面的交点到AB 的距离为l 3时，光线恰好不能从底面射出，求此时入射点距离底面的高度H .解析：设玻璃砖的折射率为n ，入射角和反射角为θ1，折射角为θ2，由光的折射定律n ＝sin θ1sin θ2根据几何关系有sin θ1＝hl 21＋h2，sin θ2＝hl 22＋h2因此求得n ＝l 22＋h2l 21＋h2 根据题意，折射光线在某一点刚好无法从底面射出，此时发生全反射，设在底面发生全反射时的入射角为θ3，有sin θ3＝1n，由几何关系得sin θ3＝l 3l 23＋H2解得H ＝l 22－l 21l 21＋h2l 3. 答案：l 22－l 21l 21＋h2l 3。
课时作业16：13.2 全反射
13.2 全反射1.(多选)如图所示，半圆形玻璃砖放在空气中，三束同一颜色、强度相同的光，均由空气沿半圆半径方向射入玻璃砖，到达玻璃砖的圆心位置。
下列说法正确的是()A.假若三束光中只有一束在O点发生了全反射，那一定是aO光B.假若光bO能发生全反射，那么光cO一定能发生全反射C.假若光bO能发生全反射，那么光aO一定能发生全反射D.假若光aO恰能发生全反射，则光bO的反射光比光cO的反射光的亮度大2.某种介质对空气的折射率是2，一束光从该介质射向空气，入射角是60°，则下列光路图中正确的是(图中Ⅰ为空气，Ⅱ为介质)()3.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，其框外光线如图所示。
方框内有两个折射率n＝1.5的全反射玻璃棱镜。
下列选项给出了两棱镜的四种放置方式的示意图。
其中能产生图中效果的是()4.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的大，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的小，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的小，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的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用5.酷热的夏天，在平坦的柏油公路上，你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影，但当你靠近“水面”时，它也随你的靠近而后退，对此现象正确的解释是()A.此“水面”存在，但在较远的地方B.“水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉C.太阳辐射到地面，使地表空气温度升高，折射率变大，发生全反射D.太阳辐射到地面，使地表空气温度升高，折射率变小，发生全反射6.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。
可以发生的是()7.(多选)如图所示，一束平行光从真空垂直射向一块半圆形玻璃砖的底面，下列说法正确的是()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处发生全反射8.如图所示，ABC为等腰棱镜，a、b两束不同频率的单色光垂直AB边射入棱镜，两束光在AB面上的入射点到OC的距离相等，两束光折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是()A.在真空中，a光光速大于b光光速B.在真空中，a光波长大于b光波长C.a光通过棱镜的时间大于b光通过棱镜的时间D.a、b两束光从同一介质射入真空过程中，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角9.如图所示，某种透明物质制成的直角三棱镜ABO，∠A＝30°，一束光线在纸面内垂直AB边射入棱镜。
高中物理 第十三章 第2节全反射课下作业综合提升 新人教版选修34
【创新方案】2014高中物理 第十三章 第2节全反射课下作业综合提升 新人教版选修3-41．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 ＝cn，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：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解析：由n ＝sin θ1sin 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：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2 A.62B. 2C.32D. 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＝1n，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：A4.(2011·福建高考)如图3，半圆形玻璃砖置于光屏PQ 的左下方。
高中物理 第章 光 . 全反射课后提升作业 新人教版选修
13.2 全反射课后提高作业【基础达标练】1.(多项选择)全反射是自然界中常有的现象,以下与全反射有关的说法中正确的选项是()B.假如条件同意,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,折射光芒完整消逝,反射光的能量几乎等于入射光的能量【分析】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;光在不平均的大气层中流传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.(多项选择)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()【解题指南】解答此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。
【分析】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.如下图为光芒由空气进入全反射玻璃棱镜、再由棱镜射入空气的光路图。
指出哪一种状况是能够发生的()【分析】选A。
光芒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·×108m/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()°°°°【分析】选C。
依据n=,sin C=,得sinC===,得C=30°。
【赔偿训练】如下图的等腰直角三角形表示三棱镜。
光芒垂直于一个面入射,在底面上发生全反射,由此看出棱镜的折射率不行能是()【分析】选D。
光芒射向底边的入射角为45°,因为发生全反射,所以临界角要小于或等于45°,故n≥,D不行能,故正确答案为D。
5.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,假如光按下边几种方式流传,可能发生全反射的是()【分析】选C。
此题考察发生全反射的条件,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,都不行能发生全反射,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。
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13.2全反射课时提升作业十三一、不定项选择题1.酷热的夏天，在平坦的柏油公路上，你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影。
但当你靠近“水面”时，它也随你靠近而后退。
对此现象正确的解释是( )A.出现的是“海市蜃楼”，是由光的折射造成的B.“水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉C.太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率大，发生全反射D.太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率小，发生全反射【解析】选D。
在太阳光照射下，地表温度升高，地面附近空气的折射率变小，光发生全反射，D正确。
【补偿训练】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。
尾灯的构造如图所示，下面说法正确的是( )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，在尾灯的左表面发生全反射D.汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的右表面发生全反射【解析】选C。
由全反射棱镜对光路的控制原理可知，选项C正确。
2.如图表示光线从介质2射入介质1发生全反射的情景，下列说法正确的是( )A.介质1的折射率大于介质2的折射率，临界角小于θB.介质1的折射率大于介质2的折射率，临界角大于θC.介质2的折射率大于介质1的折射率，临界角不大于θD.介质2的折射率大于介质1的折射率，临界角不小于θ【解析】选C。
只有当光由折射率大的介质射入折射率小的介质时才会发生全反射，故介质2的折射率大于介质1的折射率；只有当入射角大于等于临界角时才会发生全反射；综上可知，选项C正确。
【补偿训练】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【解析】选C。
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。
3.如图所示，半圆形玻璃砖放在空气中，三条同一颜色、强度相同的光线，均由空气射入玻璃砖，到达玻璃砖的圆心位置。
下列说法正确的是( )A.假若三条光线中有一条在O点发生了全反射，那一定是aO光线B.假若光线bO能发生全反射，那么光线cO一定能发生全反射C.假若光线bO能发生全反射，那么光线aO一定能发生全反射D.假若光线aO恰能发生全反射，则光线bO的反射光线比光线cO的反射光线的亮度大【解析】选A、C、D。
三条入射光线沿着指向圆心的方向由空气射向玻璃砖，在圆周界面，它们的入射角为零，均不会偏折。
光线aO的入射角最大，光线cO 的入射角最小，它们都是从光密介质射向光疏介质，都有发生全反射的可能。
如果只有一条光线发生了全反射，那一定是aO光线，因为它的入射角最大，所以选项A对；假若光线bO能发生全反射，说明它的入射角等于或大于临界角，光线aO的入射角更大，所以光线aO一定能发生全反射，光线cO的入射角可能大于临界角，也可能小于临界角，因此，cO光线不一定能发生全反射，所以选项C对，B错。
假若光线aO恰能发生全反射，光线bO和光线cO都不能发生全反射，但bO光线的入射角更接近于临界角，所以，光线bO的反射光线较光线cO的反射光线强，即光线bO的反射光线亮度较大，所以选项D对。
【补偿训练】如图所示，水下光源S向水面A点发射一束光，折射光分成a、b两束，则( )A.a、b两束光相比较，a光的折射率较大B.a、b两束光相比较，a光在水中的传播速度较小C.若保持入射点A位置不变，将入射光线顺时针旋转，则从水面上方观察，b光先消失D.若保持入射点A位置不变，将入射光线顺时针旋转，则从水面上方观察，a光先消失【解析】选C。
由图可知，b光的偏折程度比a光的偏折程度更大，故b光的折射率较大，选项A错误；由n=错误！未找到引用源。
得v=错误！未找到引用源。
，故a光在水中的传播速度较大，选项B错误；由于b光的折射率比a光的折射率大，将入射光线沿顺时针旋转时b光先发生全反射，故从水面上方观察，b光先消失，选项C对，D错。
4.如图所示，半径为R的半圆形透明材料，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，则下列说法正确的是( )A.所有光线都能透过这种材料B.只有距圆心O两侧错误！未找到引用源。
范围内的光才能通过C.射出的光束会形成发散光束D.射出的光束会形成会聚光束【解析】选B、D。
平行光射到底面时，光线与界面垂直，方向不变，继续射到球面时，距圆心O两侧错误！未找到引用源。
范围内的光线入射角小于临界角C=arcsin错误！未找到引用源。
=30°，发生折射形成会聚光束，范围外的光线入射角大于或等于临界角发生全反射。
5.如图所示是两个城市间的光缆中的一条光导纤维的一段，光缆总长为L，它的玻璃芯的折射率为n1，外层材料的折射率为n2。
若光在空气中的传播速度近似为c，则对于光由它的一端射入经多次全反射后从另一端射出的过程，下列判断中正确的是( )A.n1<n2，光通过光缆的时间等于错误！未找到引用源。
B.n1<n2，光通过光缆的时间大于错误！未找到引用源。
C.n1>n2，光通过光缆的时间等于错误！未找到引用源。
D.n1>n2，光通过光缆的时间大于错误！未找到引用源。
【解析】选D。
光从光密介质射入光疏介质，才可能发生全反射，故n1>n2；光在内芯传播的路程s=错误！未找到引用源。
，光在内芯的传播速度v=错误！未找到引用源。
，所以t=错误！未找到引用源。
=错误！未找到引用源。
，故D正确。
6.如图所示，一束光从空气垂直射到直角棱镜的AB面上，已知棱镜材料的折射率为1.4，则这束光进入棱镜后的光路图应为( )【解析】选D。
光线垂直AB面射入，在到达AC面上时入射角i=60°，因光线的临界角C满足sinC=错误！未找到引用源。
，C=45°，i>C，所以光线在AC面发生全反射；光线到达BC面上的入射角i'=30°，由于i'<C，所以有部分光线从BC面射出，还有部分光线经BC面反射到AC面上，此时入射角等于零度，光线垂直于AC面射出，D项正确。
【互动探究】若光线从空气垂直射到斜边AC上，请画出大致的光路图(不发生全反射)。
【解析】光路图如图所示。
答案：见解析7.如图所示，空气中有一折射率为错误！未找到引用源。
的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°、半径为R的扇形OAB，一束平行光平行于横截面，以45°入射角照射到OA上，OB不透光，若只考虑首次入射到圆弧AB上的光，则AB上有光透出部分的弧长为( )A.错误！未找到引用源。
πRB.错误！未找到引用源。
πRC.错误！未找到引用源。
πRD.错误！未找到引用源。
πR【解题指南】解答本题时可按以下步骤进行：(1)由n=错误！未找到引用源。
求出光由空气射入玻璃时的折射角。
(2)由sinC=错误！未找到引用源。
求出临界角C。
(3)画出光路图。
(4)由几何知识确定有光透出部分圆弧所对应的圆心角γ。
(5)由l=错误！未找到引用源。
×2πR确定弧长。
【解析】选B。
由n=错误！未找到引用源。
得sinβ=错误！未找到引用源。
=错误！未找到引用源。
=错误！未找到引用源。
，故光由空气射入玻璃时的折射角β=30°；由sinC=错误！未找到引用源。
=错误！未找到引用源。
=错误！未找到引用源。
，故临界角C=45°；设入射到D点的光线恰好发生全反射，则由图可知入射到圆弧DE上的光线可以发生透射。
由几何知识可得，圆弧AD所对的圆心角θ=15°，故圆弧DE的长度l=错误！未找到引用源。
×2πR=错误！未找到引用源。
πR，选项B正确。
8.如图所示，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【解析】选C、D。
由图可知，在界面Ⅰ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，选项A错，选项C对；在界面Ⅱ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Ⅰ和界面Ⅱ平行，光由界面Ⅰ进入玻璃后再到达界面Ⅱ，在界面Ⅱ上的入射角等于在界面Ⅰ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B错，选项D对。
二、非选择题9.(2017·全国卷Ⅲ)如图，一半径为R的玻璃半球，O点是半球的球心，虚线OO'表示光轴(过球心O与半球底面垂直的直线)。
已知玻璃的折射率为 1.5。
现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线)。
求：(1)从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值。
(2)距光轴错误！未找到引用源。
的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离。
【解析】(1)如图所示，从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值，这个入射光刚好发生全反射，其临界角C的正弦sinC=错误！未找到引用源。
=错误！未找到引用源。
，由几何关系可知从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值d m=RsinC=错误！未找到引用源。
R(2)设距光轴错误！未找到引用源。
的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离为L。
由几何关系可知：入射角sinα=错误！未找到引用源。
，由折射定律n=错误！未找到引用源。
解得sinβ=错误！未找到引用源。
，β=30°，由正弦定理得：错误！未找到引用源。
=错误！未找到引用源。
，解得L=错误！未找到引用源。
答案：(1)错误！未找到引用源。
R(2)错误！未找到引用源。
【补偿训练】如图是一个半径为R的半球形透明物体的截面图，其轴线OA水平。
现用一细束单色光水平入射到距O点错误！未找到引用源。
R处的C点，此时透明体左侧恰好不再有光线射出。
(1)求透明体对该单色光的折射率。
(2)将细光束平移到距O点错误！未找到引用源。