1、全反射(建议用时：25分钟)考点一全反射现象1如图所示，夏天，在平静无风的海面上，向远方望去，有时能看到山峰、船舶、集市、庙宇等出现在空中，沙漠里有时也会看到远处的水源、仙人掌近在咫尺，可望而不可及，这就是“蜃景”下列有关“蜃景”的说法中错误的是()A海面上上层空气的折射率比下层空气的折射率要小B沙面上上层空气的折射率比下层空气的折射率要小CA是“蜃景”，B是景物DC是“蜃景”，D是景物B沙漠里下层空气温度比上层高，故沙漠地表附近的空气折射率从下到上逐渐增大，远处的景物发出的光线射向沙漠地表时，由于不断被折射，越来越偏离法线方向，进入下层的入射角不断增大，以致发生全反射，光线反射回空气，人们逆
2、着光线看去，就会看到倒立的景物，从而产生了沙漠“蜃景”现象海面上的上层空气的温度比下层空气的温度高，故海面上的上层空气的折射率比下层空气的折射率要小，近处的景物反射的光线射向空中时，不断被折射，射向折射率较小的上一层的入射角增大到临界角时，就会发生全反射现象，光线就会从高空的空气层返回折射率较大的下一层，从而产生“蜃景”现象故A、C、D正确，B错误2已知某种介质的折射率n，在这种介质与空气的交界面MN上有光线入射，如图所画的光路中，哪个是正确的(MN上部是空气，MN下部是介质)()C首先判定是否发生全反射，sin C，临界角C45，当光从光密介质射向光疏介质且入射角C时发生全反射，故A、B错误
3、；由题中D图知：入射角230，折射角160，所以n，故D错误；由折射率n知，只有C光路图正确3(多选)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30，E、F分别为边AB、BC的中点，则下列说法正确的是()A从F点出射的光线与入射到E点的光线平行B该棱镜的折射率为C光线在F点发生全反射D光线从空气进入棱镜后，传播速度变小BD如图所示，由几何关系可知，光线在F点的入射角等于光线在AB边上的折射角，由光路的可逆性知，光线在F点不可能发生全反射，而且从F点出射的光线与BC边的夹角为，所以从F点出射的光线与入射到E点的光线不平行，A、C错误
4、；由几何知识得，光线在AB边上的入射角为i60，折射角为r30，则该棱镜的折射率为n，B正确；光线从空气进入棱镜后，频率不变，传播速度变小，D正确4如图所示为一横截面为等腰直角三角形的三棱镜，光线O从三棱镜的一直角边垂直射入，光线O在棱镜表面发生全反射的临界角为40，关于图中画出的a、b、c三条光线，下列说法正确的是()Aa是光线O的出射光线Bb是光线O的出射光线Cc是光线O的出射光线Da、b、c都不是光线O的出射光线B光线O射入到三棱镜的底边时，由几何关系可知入射角为45，大于临界角，即光线会在三棱镜的底边发生全反射，之后垂直入射到三棱镜的另一直角边上，光线垂直射出三棱镜，即b是光线O的出射
5、光线，选项B正确5a、b两种单色光以相同的入射角从空气斜射向某种玻璃中，光路如图所示关于a、b两种单色光，下列说法中正确的是()A该种玻璃对a光的折射率较大Bb光在该玻璃中传播时的速度较大Ca光的频率较小D两种单色光从该玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较小C由题图看出b光的折射角小于a光的折射角，b光的偏折程度大，根据折射定律得知玻璃对b光的折射率大于对a光的折射率，故A错误；由v可知，在该玻璃中a光的传播速度大于b光的传播速度，故B错误；由临界角公式sin C得知，折射率越大，临界角越小，则可知a光的全反射临界角大于b光的全反射临界角，故D错误；玻璃对b光的折射率大于对a光的折射率，
6、则b光的频率大于a光的频率，故C正确考点二全反射现象的应用6如图所示，入射光1经全反射棱镜(即等腰直角三角形棱镜)折射、反射后沿与入射光线平行且相反的方向射出，如图中光线2所示，若将棱镜绕A点顺时针方向转过一个较小的角度(如图中虚线所示)，则()A出射光线顺时针偏转角B出射光线逆时针偏转角C出射光线顺时针偏转2角D出射光线方向不变D如图所示，当棱镜绕A点转过一个较小的角度时，这时光线1射向AC面时的入射角为，折射后进入玻璃中，折射角小于，这条折射光线射向AB面时的入射角略大于45，而光由玻璃射入空气时发生全反射的临界角为42，故这条在玻璃中的折射光线会在AB面上发生全反射，再射至BC面时入射角
7、略小于45，再次发生全反射后射向AC面，从图中可以看出，最后射向AC面的光线与原来从AC面射入的光线平行，根据光的折射定律可知出射光线2与原入射光线1平行故正确答案为D.7如图所示的长直光纤，柱芯为玻璃，外层用折射率比玻璃小的介质包覆若光线自光纤左端进入，与中心轴的夹角为，则下列有关此光线传播方式的叙述，正确的是()A不论为何值，光线都不会发生全反射B不论为何值，光线都会发生全反射C够小时，光线才会发生全反射D够大时，光线才会发生全反射C发生全反射的条件是光由光密介质射入光疏介质及入射角i要大于或等于临界角C，即光线传播到光纤侧面时的入射角i应满足i90C，90C，故选项C正确8如图所示，井口
8、大小和深度相同的两口井，一口是枯井，一口是水井(水面在井口之下)，两井底部各有一只青蛙，则()A水井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星B枯井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星C水井中的青蛙觉得井口小些，晴天的夜晚，枯井中的青蛙能看到更多的星星D两只青蛙觉得井口一样大，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星B这是一道典型的视野问题，解决视野问题关键是如何确定边界光线，是谁约束了视野等如本题中由于井口边沿的约束，而不能看到更大的范围，据此根据边界作出边界光线，如图所示由图可看出，所以水井中的青蛙觉得井口小些；，所以水井中的青蛙可看到更多的星
9、星故选B.9如图所示为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，ABBC.光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是多少？(计算结果可用三角函数表示)解析首先画出光路图，如图所示设光线射向CD面上时入射角为1，根据两次反射的入射角相等，结合光路图可得123422.5，又折射率n，当临界角C122.5时，折射率最小，故五棱镜折射率的最小值为n.答案(建议用时：15分钟)10如图所示，已知介质为空气，介质的折射率为，则下列说法中正确的是()A光线a、b都不能发生全反射B光线a、b都能发生全
10、反射C光线a发生全反射，光线b不发生全反射D光线a不发生全反射，光线b发生全反射A根据发生全反射的条件，光从光密介质射向光疏介质，介质对空气来说是光密介质，光线a不能发生全反射，光线b可能发生全反射，临界角为C，有sin C，则C45.题图中光线b与界面的夹角为60，而此时的入射角为3045，故光线b也不能发生全反射，故正确选项为A.11如图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，由此看出棱镜的折射率不可能是()A1.7B1.8C1.5D1.36D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，D不可能12一个半径为R的玻璃半球，如
11、图所示，平放在水平桌面上，已知玻璃的折射率为，一束竖直光照射在半球的平面与水平桌面上，结果在水平桌面上出现一个暗环，该暗环的面积为()A.R2B(1)R2C2(1)R2 D.R2C由临界角定义sin C，得C45，取光线a射到A点的入射角等于45，如答图所示，则在A点恰好沿AD方向发生全反射，则只有光线a右侧、O点左侧的光线能射出到水平桌面上取a右侧非常靠近a的光线，射到球面上发生折射，由折射定律得到r90，即沿AB方向射到水平桌面上B点a、b之间的光线均发生全反射，射不到平面上，如答图所示由几何关系得到2R(2)，xR(1)R暗环的面积为SR2x22(1)R2.13如图所示，空气中有一点光源S到长方形玻璃砖上表面的垂直距离为d，玻璃砖的厚度为d，从S发出的光线SA以入射角45入射到玻璃砖上表面，经过玻璃砖后从下表面射出已知沿此光线传播的光从光源S到玻璃砖上表面的传播时间与在玻璃砖中传播时间相等求此玻璃砖的折射率n和相应的临界角C.解析据题意得光从光源S到玻璃砖上表面的传播时间t1光在玻璃砖中的传播速度v设光进入玻璃砖的折射角为，光在玻璃砖中传播时间t2由折射定律得n由于t1t2，所以联立以上各式解得30，n又根据临界角定义可得n所以可得C45.答案45
