高中物理13-2全反射每课一练新人教版选修3-4

高中物理13-2全反射每课一练新人教版选修3-4

‎ 13.2 全反射 每课一练（人教版选修3-4）‎ ‎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．从玻璃射入水中 D．从水射入水晶 图5‎ ‎2．如图5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上可能发生全放射现象 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 ‎3．某一束单色光在水中的传播速度是真空中的3/4，则(　　)‎ A．水的折射率为3/4‎ B．水的折射率为4/3‎ C．从水中射向水面的光线，一定可以进入空气中 D．这束光在水中传播时的频率为真空中的3/4‎ ‎4．在完全透明的水下某处，放一点光源，在水面上可见到一个圆形透光平面，若透光圆 面的半径匀速增大，则光源正(　　)‎ A．加速上升 B．加速下沉 C．匀速上升 D．匀速下沉 ‎5.‎ 图6‎ 如图6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(　　)‎ A. B. C. D. 图7‎ ‎6．如图7所示，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 - 6 -‎ 中虚线)与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形．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(　　)‎ A．r B．1.5r C．2r D．2.5r 图8‎ ‎7．如图8所示，光线从空气垂直射入棱镜界面BC上，棱镜的折射率n＝，这条光线 离开棱镜时与界面的夹角为(　　)‎ A．30° B．45°‎ C．60° D．90°‎ ‎8．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9所示．方框内有两个折射率n＝1.5的玻璃全反射棱镜．下图给出了两棱镜四种放置 方式的示意图．其中能产生如图所示效果的是(　　)‎ 图9‎ 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ 答案 ‎9.‎ 图10‎ 如图10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形状，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．‎ ‎(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．‎ - 6 -‎ ‎10．一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，图11为过轴线的截面图，调 整入射角α，使光线恰好在水和空气的界面上发生全反射，已知水的折射率为，求sin α 的值．‎ 图11‎ ‎11.在厚度为d、折射率为n的大玻璃板的下表面，有一个半径为r的圆形发光面．为了 从玻璃板的上方看不见圆形发光面，可在玻璃板的上表面贴一块圆形纸片，所贴纸片的 最小半径为多大？‎ 图12‎ ‎12．如图12所示的圆柱形容器中盛满折射率n＝2的某种透明液体，容器底部安装一块 平面镜，容器直径L＝2H，在圆心正上方h高度处有一点光源S，要使S发出光从液体 上方观察照亮整个液体表面，h应该满足什么条件．‎ 参考答案 ‎1．C - 6 -‎ ‎　[本题考查全反射的条件，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．]‎ ‎2．CD　[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，都不会发生全反射现象，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进入玻璃后再达到界面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D也正确．]‎ ‎3．B　[由于在水中的传播速度v＝c，所以折射率为n＝＝.故A错，B正确．从水中射向水面，如果发生了全反射，则光不会进入空气中，故C错．光在不同介质中传播时频率不变，故D错．]‎ ‎4．D　[所形成的透光圆面是由于全反射造成的，如图甲所示，圆面的边缘处是光发生全反射的位置，即i＝C.‎ 若光源向上移动，只能导致透光圆面越来越小，所以光源只能向下移动．如图乙所示，取时间为t，则透光圆面扩大的距离为s＝vt.‎ 设这段时间内，光源下移的距离为L，由几何关系可得L＝＝vtcot C，由上面的表达式可知vcot C为定值，L与t成正比例关系，满足匀速运动条件，所以，光源应向下匀速运动．]‎ ‎5．A　‎ ‎　[根据折射率定义有，sin ∠1＝nsin ∠2，nsin ∠3＝1，已知∠1＝45°，又∠2＋∠3＝90°，解得：n＝.]‎ ‎6．C　[由sin C＝，得C≈42°，可知光线首先发生全反射，作出光路图如图所示，由图中几何关系，可得rtan 60°＝(R＋r)tan 30°，故R＝2r.]‎ ‎7．B　[光路图如图所示，此棱镜的临界角为C，则sin C＝＝，所以C＝45°，光线在AB面上发生全反射，又因为n＝＝ ，所以sin α＝，所以α＝45°，故光线离开棱镜时与界面夹角为45°.]‎ ‎8．B　[四个选项产生光路效果如下图：‎ - 6 -‎ 由上图可知B项正确．]‎ ‎9．(1)　(2)能 解析　(1)如图所示，单色光照射到EF弧面上时恰好发生全反射，由全反射的条件可知C＝45°①‎ 由折射定律得n＝②‎ 联立①②式解得n＝③‎ ‎(2)当入射光向N端移动时，光线在EF面上的入射角将增大，所以能产生全反射．‎ ‎10. 解析　当光线在水面发生全反射时，有sin C＝①‎ 当光线从左侧射入时，由折射定律＝n②‎ 联立①②式，代入数据可得sin α＝.‎ ‎11．r＋ 解析　根据题述，光路如图所示，图中S点为圆形发光面边缘上一点，‎ 由该点发出的光线能射出玻璃板的范围由临界光线SA确定，当入射角大于临界角C时，光线就不能射出玻璃板了．图中Δr＝dtan C＝d，而sin C＝，则 cos C＝，所以Δr＝.故所贴纸片的最小半径R＝r＋Δr＝r＋.‎ ‎12．H>h≥(－1)H - 6 -‎ 解析　设点光源S通过平面镜所成像为S′，如图，反射光线能照亮全部液面，入射角θ≤C，C为全反射临界角 sin C＝1/n＝1/2　C＝30°‎ tan θ＝(L/2)/(H＋h)≤tan C 解得h≥(－1)H 则H>h≥(－1)H ‎ ‎ - 6 -‎