PAGEPAGE92.全反射基礎鞏固1關于全反射,下列說法正確的是()A.光從光密介質射向光疏介質時可能產生全反射B.光從光疏介質射向光密介質時可能產生全反射C.光從折射率大的介質射向折射率小的介質時可能產生全反射D.光從傳播速度小的介質射向傳播速度大的介質時有可能產生全反射解析：全反射的條件是光從光密介質射向光疏介質,折射率大的介質相比于折射率小的介質是光密介質,同一種光在不同介質中傳播,速度小說明這種介質是光密介質。答案：ACD2關于光的全反射和光纖的應用,下列說法正確的是()A.光由不同介質射入真空或空氣時臨界角不同B.玻璃是光密介質C.光纖通信是光導纖維的唯一應用D.光導纖維的工作原理是光的全反射解析：不同介質的折射率不同,所以光由不同的介質射入真空或空氣時臨界角不同,A項正確;光疏介質、光密介質是相對的,只有一種介質不能說是光疏介質還是光密介質,B項錯誤;光纖通信是光導纖維的主要應用,光導纖維還可應用到內窺鏡、潛望鏡等,C項錯誤;光導纖維的工作原理是光的全反射,D項正確。答案：AD3如圖所示,一束光從空氣中射向折射率n=2A.當θ1>45°時會發生全反射現象B.無論入射角是多大,折射角θ2都不會超過45°C.欲使折射角θ2=30°,應以θ1=45°的角度入射D.當入射角θ1=arctan解析：當入射光由光疏介質射入光密介質時,無論入射角有多大,都不會發生全反射,故A項錯誤。由sinθ1sinθ2=n=2,當θ1=90°時,θ2=45°,故B項正確。由sinθ1sinθ2=2,當θ2=30°時,θ1=45°,C項正確。由θ1=arctan2,得到tanθ1=2,設折射角為θ2答案：BCD4許多公園的水池底部都裝有彩燈,當一細束由紅、藍兩色組成的燈光從水中斜射向空氣時,光在水面發生的反射與折射現象(已知水對紅光的折射率比對藍光的小),下列光路圖中可能正確的是()解析：紅、藍光都要發生反射,由題意紅光的折射率較小,所以藍光發生全反射的臨界角較紅光小,藍光發生全反射時,紅光不肯定發生,故C項正確。答案：C5如圖所示,扇形AOB為透亮柱狀介質的橫截面,圓心角∠AOB=60°,一束平行于角平分線OM的單色光由OA射入介質,經OA折射的光線恰好平行于OB。以下對介質的折射率值及折射光線中恰好射到M點的光線能不能發生全反射的說法正確的是()A.BC.D解析：畫出光路圖,并依據幾何關系標出角度,如圖所示,由圖可知,介質的折射率n=sin60°sin30°=3答案：A6如圖所示,一束光從空氣垂直射到直角棱鏡的AB面上,已知棱鏡材料的折射率為1.4,則這束光進入棱鏡后的光路圖應為()解析：光線垂直AB面射入,在到達AC面上時入射角i=60°,因光線的臨界角C滿意sinC=1n,C=45°,i>C,所以光線在AC面發生全反射;光線到達BC面上的入射角i'=30°,由于i'<C,所以有部分光線從BC答案：D7一束細光束由真空沿著徑向射入一塊半圓柱形透亮體,如圖甲所示,對其射出后的折射光線的強度進行記錄,發覺折射光線的強度隨著θ的改變而改變,如圖乙的圖線所示,此透亮體的臨界角為,折射率為。

解析：由題圖乙的圖線可知,當θ小于等于30°,入射角大于等于60°,折射光線的強度為零,所以此透亮體的臨界角為60°,由臨界角公式sinC=1n答案：60°8右圖是一個半徑為R的半圓柱體透亮物的截面圖,其軸線OA水平。現用一細束單色光水平入射到距O點33R處的C點,此時透亮(1)求透亮體對該單色光的折射率。(2)將細光束平移到距O點R2處,求出射光線與OA解析：(1)如圖所示,光束由C處水平射入,在B處發生全反射,∠OBC為臨界角,由幾何關系得sinC=故n=(2)如圖所示,光束由D點水平射入,在E點發生折射,入射角為∠OED=α,折射角為∠MEF=β,由幾何關系得sinα=12RR=12,解得α=30°,由折射定律得n=sinβsinα=3,解得β=60°,由幾何關系可知∠FOE=α,∠OFE=β-答案：(1)實力提升1△OMN為玻璃等腰三棱鏡的橫截面。a、b兩束光從空氣垂直射入棱鏡底面MN,在棱鏡側面OM、ON上反射和折射的狀況如圖所示。由此可知()A.棱鏡內a光的傳播速度比b光的小B.棱鏡內a光的傳播速度比b光的大C.a光的波長比b光的長D.a光的頻率比b光的高解析：依據對稱性可知:a、b分別在界面處入射角相等,由于a未發生全反射,說明a光對應的臨界角大,依據sinC=1n,na<nb,v=cn,棱鏡內a光的傳播速度比b光的大,根據cλ空=vλ介=f可得n=c答案：BC2在桌面上有一倒立的玻璃圓錐,其頂點恰好與桌面接觸,圓錐的軸(圖中虛線)與桌面垂直,過軸線的截面為等邊三角形,如圖所示。有一半徑為r的圓柱形平行光束垂直入射到圓錐的底面上,光束的中心軸與圓錐的軸重合。已知玻璃的折射率為1.5,則光束在桌面上形成的光斑半徑為()A.rB.1.5rC.2rD.2.5r解析：如圖所示,光線射到A或B時,入射角大于臨界角,發生全反射,而后由幾何關系得到其次次到達界面的時候垂直射出。由幾何關系可得EC=AC=AB=2r,即光斑半徑為2r。答案：C3光纖通信利用光的全反射將大量信息高速傳輸。如圖所示,一條圓柱形的光導纖維,長為L,它的玻璃芯的折射率為n1,外層材料的折射率為n2,光在空氣中的傳播速度為c,若光從它的一端射入,經全反射后從另一端射出,所需的最長時間為t,則下列選項中正確的是(圖中所標的φ為全反射的臨界角)()A.n1>n2,t=B.n1<n2,tC.n1>n2,t=D.n1<n2,t答案：C4如圖所示,有一束平行于等邊三棱鏡截面ABC的單色光從空氣射向E點,并偏折到F點,已知入射方向與邊AB的夾角為θ=30°,E、F分別為邊AB、BC的中點,則()A.該棱鏡的折射率為B.光在F點發生全反射C.光從空氣進入棱鏡,波長變短D.從F點出射的光束與入射到E點的光束平行解析：在E點作出法線可知入射角為60°,折射角為30°,折射率為3,A項正確;由光路的可逆性可知,在BC邊上的入射角小于臨界角,不會發生全反射,B項錯誤;由公式λ介=答案：AC★5一玻璃磚橫截面如圖所示,其中ABC為直角三角形(AC邊未畫出),AB為直角邊,∠ABC=45°;ADC為一圓弧,其圓心在BC邊的中點。此玻璃的折射率為1.5。P為一貼近玻璃磚放置的、與AB垂直的光屏。若一束寬度與AB邊長度相等的平行光從AB邊垂直射入玻璃磚,則()A.從BC邊折射出一束寬度與BC邊長度相等的平行光B.屏上有一亮區,其寬度小于AB邊的長度C.屏上有一亮區,其寬度等于AC邊的長度D.當屏向遠離玻璃磚的方向平行移動時,屏上亮區先漸漸變小然后漸漸變大解析：作光路圖可知平行光從AB邊射入后方向不變,射到BC邊上時,由臨界角公式可得sinC=1n=11.5=23答案：BD★6打磨某剖面如圖所示的寶石時,必需將OP、OQ邊與軸線的夾角θ切磨在θ1<θ<θ2的范圍內,才能使從MN邊垂直入射的光線,在OP邊和OQ邊都發生全反射(僅考慮如圖所示的光線第一次射到OP邊并反射到OQ邊后射向MN邊的狀況),則下列推斷正確的是()A.若θ>θ2,光線肯定在OP邊發生全反射B.若θ>θ2,光線會從OQ邊射出C.若θ<θ1,光線會從OP邊射出D.若θ<θ1,光線會在OP邊發生全反射解析：光線在OP上的入射角i=90°-θ,θ越小,i越大,光在OP上肯定發生全反射,但在OQ上不肯定發生全反射,C項錯誤,D項正確;當i=C(臨界角)時,θ=θ2,若θ>θ2,則光線在OP上不發生全反射,A、B項錯誤。答案：D★7如圖所示,一半徑為R的玻璃半球,O點是半球的球心,虛線OO'表示光軸(過球心O與半球底面垂直的直線)。已知玻璃的折射率為1.5。現有一束平行光從下方垂直入射到半球的底面上,有些光線能從球面射出(不考慮被半球的內表面反射后的光線)。求:(1)從球面射出的光線對應的入射光線到光軸距離的最大值;(2)距光軸R3解析：(1)如圖所示,從底面上A處射入的光線,在球面上發生折射時的入射角為i,當i等于全反射臨界角ic時,對應入射光線到光軸的距離最大,設最大距離為l。i=ic①設n是玻璃的折射率,由全反射臨界角的定