全反射-练习题(共6页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上 全反射练习题一、选择题1下列现象中是由于全反射造成的是()A露珠在阳光下格外明亮B直棒插入水中时，呈现弯折现象C海市蜃楼D在炎热夏天的柏油马路上，远处的路面显得格外明亮解析：选ACD.露珠不是球形的，光线射入后在另一面发生了全反射，A正确直棒斜插入水中时，呈现弯折现象属于光的折射，所以选项B错误海市蜃楼属于全反射现象，所以选项C正确D项中的情况与沙漠蜃景类似，故D正确2.光纤通讯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()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波长越短的光在光纤中传播的速度越大D频率越大的光在光纤中传播的速度越大解析：选A.光从光密介质射向光疏介质才能发生全反射，所以内芯的折射率比外套的大，故A正确，B错误；频率越大(波长越短)，折射率越大，根据v，折射率大的在玻璃中传播的速度小，故C、D错误3一单色光，在空气中的波长为0，在玻璃中的波长为，波速为v，玻璃对这种色光的折射率为n.此光从玻璃射向空气发生全反射的临界角为A，则()Asin An Bsin ACsin A Dsin A解析：选D.sin A，只有D正确4.如图所示为一直角棱镜的横截面，bac90°，abc60°.一平行细光束从O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜已知棱镜材料的折射率n，若不考虑原入射光在bc面上的反射光，则有光线()A从ab面射出B从ac面射出C从bc面射出，且与bc面斜交D从bc面射出，且与bc面垂直解析：选BD.依题意作出光在棱镜中的光路图，如右图所示，显然，光在ab面上的入射角为i60°，大于光在该棱镜中的全反射临界角Carcsin45°，则光在ab面上发生全反射，接着以i30°的入射角射到ac界面上，因i<45°，光在ac面上不发生全反射而发生反射和折射，其反射角i30°，反射光线正好与bc面垂直，故B、D两项正确5.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解析：选BCD.垂直射向界面的光线不发生偏折，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，不发生偏折；由中心向两侧，光从半圆面进入真空时的入射角逐渐增大并趋于90°，当入射角等于或大于临界角时，会发生全反射，故B、C、D正确6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，则所观察到的圆形半径为()Ahtan Bhsin Ch/tan Dh/sin 解析：选A.如图所示，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.因此，人看到的景物呈现在人眼上方以O点为圆心、r为半径的水面区域内由图可知rhtan .7在完全透明的水下某深处，放一点光源，在水面上可见到一个圆形的透光圆面，若透光圆面的半径匀速增大，则光源正()A加速上升 B加速下降C匀速上升 D匀速下降解析：选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iC.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svt.由几何知识可得hscos Cvtcos C.设这段时间后，光源下移的距离为L，由几何关系可得Lvtcot 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，光源向下匀速运动8如图所示，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，这条光线离开棱镜时与界面的夹角为()A30° B45°C60° D90°解析：选BD.因为棱镜的折射率为，所以临界角C应满足sin C，所以C45°.作光路图如图所示因光线从空气中射到BC界面时入射角为零度，故进入BC面时不发生偏折，到AB面时由几何关系知入射角i60°>C，故在AB面上发生全反射，反射光线射到AC面时，可知入射角30°<C，所以在AC面上既有反射光线又有折射光线由n得sin ，45°，所以该折射光线与棱镜AC面夹角为45°；又因从AC面反射的光线第二次射到AB面上时，由几何关系知其入射角为0°，所以从AB面上折射出的光线与AB界面夹角为90°.9.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，Rr.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()An可能为 Bn可能为2Ct可能为 Dt可能为解析：选AB.根据题意可画出光路图如图所示，则两次全反射时的入射角均为45°，所以全反射的临界角C45°，折射率n，A、B项均正确；光在介质中的传播速度v，所以传播时间t，C、D项均错误二、非选择题10如图所示，在坐标系的第一象限内有一横截面为圆周的柱状玻璃棱镜OPQ，OPOQR，一束单色光垂直OP面射入棱镜，在OP面上的入射点为A，OA，穿过棱镜后沿BD方向射出，出射光线交于x轴上D点，ODR，求：(1)该玻璃的折射率是多少？(2)将OP面上的该单色光至少向上平移多少，它将不能从PQ面直接折射出来？解析：(1)如图所示，在PQ面上的入射角sin 1所以 130°在ODB中，BD2OB2OD22OB·OD·cos 30°，解得BDR，ODB为等腰三角形所以BDOBOD30°.折射角2BDOBOD60°折射率n.(2)临界角sin C，从OP面入射的光进入棱镜后，在PQ面的入射角等于临界角时，光刚好发生全反射而不能从PQ面直接射出，设OP面的入射点为M，在PQ面的反射点为N，OMONsin CR，至少向上平移的距离dOMOAR0.077R.答案：(1)(2)0.077R11.(2012·高考新课标全国卷)一玻璃立方体中心有一点状光源今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体已知该玻璃的折射率为，求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值解析：如图，考虑从玻璃立方体中心O点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃立方体上表面发生折射，根据折射定律有nsin sin 式中，n是玻璃的折射率，入射角等于，是折射角现假设A点是上表面面积最小的不透明薄膜边缘上的一点由题意，在A点刚好发生全反射，故A设线段OA在立方体上表面的投影长为RA，由几何关系有sin A式中a为玻璃立方体的边长由式得RA由题给数据得RA由题意，上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是半径为RA的圆所求的镀膜面积S与玻璃立方体的表面积S之比为由式得.答案：12(2013·高考新课标全国卷)如图，三棱镜的横截面为直角三角形ABC，A30°，B60°.一束平行于AC边的光线自AB边的P点射入三棱镜，在AC边发生反射后从BC边的M点射出若光线在P点的入射角和在M点的折射角相等(1)求三棱镜的折射率；(2)在三棱镜的AC边是否有光线透出？写出分析过程(不考虑多次反射)解析：首先根据光路图的几何关系分析入射角和折射角，利用n求解折射率，然后确定光在该介质中的临界角，判断光线能否从AC边透出(1)光路图如图所示，图中N点为光线在AC边发生反射的入射点设光线在P点的入射角为i、折射角为r，在M点的入射角为r、折射角依题意也为i，有i60°由折射定律有sin insin rnsin rsin i由式得rrOO为过M点的法线，C为直角，OOAC.由几何关系有MNCr由反射定律可知PNAMNC联立式得PNAr由几何关系得r30°联立式得n.(2)设在N点的入射角为i，由几何关系得i60°此三棱镜的全反射临界角满足nsin a1由式得i>a此光线在N点发生全反射，三棱镜的AC边没有光线透出答案：(1)(2)没有光线透出，分析过程见解析专心-专注-专业