(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 BD
2．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 BC
3．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 CD
4．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 C
5．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。

其中可以发生的是
( )
解析光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。

答案 A
6．一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，下图中能正确描述其光路的是
( )
解析光从空气进入玻璃在分界面上会发生折射，且折射角小于入射角，故B、D错误；
光从玻璃进入空气折射角应大于入射角，所以C错误；若满足入射角大于临界角的情况，则会发生全反射，故A正确。

答案 A
7．一束光从介质1进入介质2，如图1所示，下列对于1、2两种介质光学属性的判断中正确
的是
( )
图1
A ．介质1是光疏介质
B ．介质1的折射率大
C ．光在介质1中传播速度大
D ．光在介质2中传播速度大
解析 光线从介质1射入介质2，从光路图可以看出入射角为：θ1＝90°－60°＝30°，折射角为：θ2＝90°－15°＝75°，入射角小于折射角，说明介质1的折射率大，选项A 错误，B 正确；由n ＝c v
可知光在介质2中的传播速度大，选项C 错误，D 正确。

答案 BD
8．如图2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2
A ．2
B ．3
C ．4
D ．5 解析 sin C ＝1n ＝2
2
，
C ＝45°； n ＝
sin 45°
sin θ
，
θ＝30°。

光路图如图所示，所以共3条光线射出玻璃球。

答案 B
9．如图3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，如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角，则
( )
图3
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 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，都不能发生全反射现象，则选项C 正确；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，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。

答案 CD
10．如图4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
( )
图4
A ．该棱镜的折射率为 3
B ．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
解析 在E 点作出法线可知入射角为60°，折射角为30°，折射率为3，A 正确；由光路的可逆性可知，在BC 边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，B 错误；由v ＝c
n
，v ＝λf ，可知波速变小，波长变小，C 正确；由几何关系知，在F 点入射角为30°，折射角为60°，出射光束不会与入射到E 点的光束平行，故D 错误。

答案 AC 二、非选择题
11．如图5所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧状，一细束单
色光由MN 端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF 上发生全反射，然后垂直PQ 端面射出。

图5
(1)求该玻璃棒的折射率；
(2)若将入射光向N 端平移，当第一次射到弧面EF 上时__________(填“能”、“不能”或“无法确定能否”)发生全反射。

解析 (1)因为一细束单色光由MN 端面中点垂直射入，
所以到达弧面EF 界面时入射角为45°，又因为恰好发生全反射， 所以45°为临界角C ， 由sin C ＝1
n
可知，
该玻璃棒的折射率n ＝1
sin C ＝2。

(2)如图所示若将入射光向N 端平移， 第一次射到弧面EF 上的入射角将增大， 即大于临界角45°，所以能发生全反射。

答案 (1) 2 (2)能
12．一足够大的水池内盛有某种透明液体，液体的深度为H ，在水池的底部放一点光源S ，其
中一条光线以30°入射角射到液体与空气的界面上，它的反射光线与折射光线的夹角为105°，如图6所示。

求：
图6
(1)液体的折射率； (2)液体表面亮斑的面积。

解析 (1)由题图知入射角i ＝30°， 折射角r ＝45°，
n ＝
sin r
sin i
＝2。

(2)若发生全反射，入射角C 应满足sin C ＝1
n
，
C ＝45°，
亮斑半径R ＝H tan C ＝H ， 亮斑面积S ＝πH 2。

答案 (1) 2 (2)πH
2。