1、高考资源网（） 您身边的高考专家13.7全反射课时作业1光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件是()A光从玻璃射到分界面上，入射角足够小B光从玻璃射到分界面上，入射角足够大C光从空气射到分界面上，入射角足够小D光从空气射到分界面上，入射角足够大解析：发生全反射的条件是光由光密介质射向光疏介质，且入射角大于等于临界角，故B正确。答案：B2在自行车的后挡泥板上，常常安装着一个“尾灯”。其实它不是灯，它是一种透明的塑料制成的，其截面如图151所示。夜间，从自行车后方来的汽车灯光照在“尾灯”上时，“尾灯”就变得十分明亮，以便引起汽车司机的注意。从原理上讲，它的功能是利用了()图151A光的折射 B
2、光的全反射C光的干涉 D光的衍射解析：从题图可以看出，自行车的尾灯是利用了全反射的原理，使光线发生了180偏折。答案：B3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，有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、图像及各种数字信号的激光传播时，在内芯和外套的界面上发
3、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，答案是C。答案：C4光线从折射率为的介质中射向空气，如果入射角为60，下图中光路可能的是()解析：先根据sinC1/n求出临界角为45，由于入射角等于60大于临界角，则必定发生全反射，因此只有反射光线而无折射光线。答案：C5一束光从空气射入折射率n的某种玻璃的表面，下列说法中正确的是()A当入射角大于45时，会发生全反射现象B无论入射角多大，折射角都不会超过45C欲使折射角等于30，光应以45角入射D当入射角等于arctan时，反射光线恰好跟折射光线垂直解析：由光疏介质进光密介质，不可能发生全反射现象，故
4、A项错误；最大入射角为90，此时最大折射角为45，故B项正确；根据n可知，C项正确；由几何关系可知D项正确。答案：B、C、D6两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为1、2，已知12。用n1、n2分别表示水对两单色光的折射率，v1、v2分别表示两单色光在水中的传播速度，则()An1n2，v1v2 Bn1v2Cn1n2，v1n2，v1v2解析：由临界角定义sinC可知，临界角小，折射率大，因为12，所以n1n2，故选C、D是错误的；由n知，n1v1n2v2，v1v2，故选项A错误而B正确。答案：B7如图152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b
5、c面的方向射入棱镜。已知棱镜材料的折射率n，若不考虑入射光线在bc面上的反射光，则有光线()图152A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：由全反射条件：sinC，所以C45。由已知几何知识和反射定律、折射定律作出光路图如图，通过分析计算可以判断：光线在ab面发生全反射，在ac面不发生全反射，即既有折射光线，又有反射光线，且其反射光线垂直于bc面射出。答案：B、D8如图153所示，一束白光从顶角为的棱镜的一个侧面AB以较大的入射角i入射，经过三棱镜后，在屏P上可得到彩色光带，当入射角逐渐减小到零的过程中，若屏上的彩色光带先后全部消失，则()
6、图153A红光最先消失，紫光最后消失B紫光最先消失，红光最后消失C紫光最先消失，黄色最后消失D红光最先消失，黄光最后消失解析：由于紫光的偏折最大，由全反射临界公式sinC，紫光的临界角最小，所以紫光一定首先在AC面上发生全反射而从光屏上消失。由以上分析，屏上彩色光带紫光先消失，后面依次是靛、蓝、绿、黄、橙、红，选项B正确。答案：B9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154所示。方框内有两个折射率n1.5的玻璃全反射棱镜。下图给出了两个棱镜四种放置方式的示意图，其中能产生图154效果的是()图154解析：画出入射光线与出射光线反向延长线的交点则为发生全反
7、射的位置，画上全反射棱镜，可知B正确。答案：B10如图155所示，半圆形玻璃砖放在空气中，三条同一颜色、强度相同的光线，均由空气射入到玻璃砖，到达玻璃的圆心位置。下列说法正确的是()图155A假若三条光线中有一条在O点发生了全反射，那一定是aO光线B假若光线bO能发生全反射，那么光线cO一定能发生全反射C假若光线bO能发生全反射，那么光线aO一定能发生全反射D假若光线aO恰能发生全反射，则光线bO的反射光线比光线cO的反射光线的亮度大解析：三条入射光线沿着指向圆心的方向由空气射向玻璃砖，在圆周界面，它们的入射角为零，均不会偏折。在直径界面，光线aO的入射角最大，光线cO的入射角最小，它们都是从
8、光密介质射向光疏介质，都有发生全反射的可能。如果只有一条光线发生了全反射，那一定是aO光线，因为它的入射角最大。所以选项A对；假若光线bO能发生全反射，说明它的入射角等于或大于临界角，光线aO的入射角更大，所以，光线aO一定能发生全反射，光线cO的入射角可能大于临界角，也可能小于临界角，因此，cO不一定能发生全反射。所以选项C对，B错；假若光线aO恰能发生全反射，光线bO和cO都不能发生全反射，但bO的入射角更接近于临界角，所以，光线bO的反射光线较光线cO的反射光线强，即bO的反射光亮度大，所以D对。答案：A、C、D11abc为一全反射棱镜，它的主截面是等腰直角三角形，如图156所示。一束白
9、光垂直入射到ac面上，在ab面上发生全反射，若光线的入射点O的位置不变，改变入射光的入射方向(不考虑bc面反射的光线)。则()图156A使入射光按图中所示的逆时针方向偏转，则红光将首先射出ab面B使入射光按图中所示的逆时针方向偏转，则紫光将首先射出ab面C使入射光按图中所示的顺时针方向偏转，则红光将首先射出ab面D使入射光按图中所示的顺时针方向偏转，则紫光将首先射出ab面解析：入射光垂直ac面入射，到达ab面时其入射角为45，可见白光中的各色光的临界角均小于或至多等于45。若入射光按图中所示的逆时针方向偏转，则达到ab面时的入射角必须大于45，所以更不可能有任何颜色的光透出ab面。若入射光按图
10、中所示的顺时针方向偏转，则达到ab面时的入射角将小于45。这样才有可能将小于某单色光的临界角，使该颜色的光透出ab面。由于临界角carcsin，所以n愈小，临界角愈大。在红、橙、黄、绿、蓝、紫这六色光中，红光的折射率最小，紫光的折射率最大，所以红光的临界角最大，紫光的临界角最小。这样一来，当ab面处的入射角从45开始减小时首先达到红光的临界角，可见若有光从ab面处透出，将首先是红光，选项C正确。答案：C12如图157所示，一根长为L的直光导纤维，它的折射率为n。光从它的一个端面射入，又从另一端面射出所需的最长时间是多少？(设光在真空中的光速为c)图157解析：由题中的已知条件可知，要使光线从光
11、导纤维的一端射入，然后从它的另一端全部射出，必须使光线在光导纤维中发生全反射现象。要使光线在光导纤维中经历的时间最长，就必须使光线的路径最长，即光对光导纤维的入射角最小。光导纤维的临界角为Carcsin。光在光导纤维中传播的路程为dnL。光在光导纤维中传播的速度为v。所需最长时间为tmax。答案：13如图158所示，是一种折射率n1.5的棱镜，用于某种光学仪器中，现有一束光线沿MN方向射到棱镜的AB面上，入射角的大小iarcsin0.75，求：图158(1)光在棱镜中传播的速率；(2)画出此束光线射出棱镜后的方向，要求写出简要的分析过程。(不考虑返回到AB和BC面上的光线)解析：(1)光在棱镜
12、中传播的速率v2108 m/s(2)由折射定律率n得AB面上的折射角r30由几何关系得，BC面上的入射角45全反射临界角Carcsin45，光在BC面上发生全反射，光路如图所示。答案：(1)2108 m/s(2)光路如解析中图14如图159所示，在清澈平静的水底，抬头向上观察，会看到一个十分有趣的景象：图159(1)水面外的景物(蓝天、白云、树木、房屋)，都呈现在顶角97.6的倒立圆锥底面的“洞”内；(2)“洞”外是水底的镜像；(3)“洞”边呈彩色，且七色的顺序为内紫外红。试分析上述水下观天的奇异现象。解析：(1)水面外的景物射向水面的光线，凡入射角0i90时，都能折射入水中被人观察到(如图所
13、示)。根据折射定律，在i90的临界角条件下n，sinrsinC。因为水的临界角C48.8，所以，倒立圆锥的顶角为2r2C97。(2)水底发出的光线，通过水面反射成虚像，也可以在水下观察到，但是由于“洞”内有很强的折射光，所以只有在“洞”外才能看到反射光(尤其是全反射光)形成的水底镜像。(3)光线从空气中折射入水中时，要发生色散现象：红光的折射率最小，偏向角最小；紫光的折射率最大，偏向角最大。因为眼睛感觉光线是沿直线传播的，所以从水中看到的彩色“洞”边，是内紫外红(如图所示)。答案：见解析15.如图1510所示，一棱镜的截面为直角三角形ABC，A30，斜边ABa。棱镜材料的折射率为n。在此截面所
14、在的平面内，一条光线以45的入射角从AC边的中点M射入棱镜。画出光路图，并求光线从棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原路返回的情况)。图1510解析：设入射角为i，折射角为r，由折射定律得n由已知条件及式得r30如果入射光线在法线的右侧，光路图如图(a)所示。设出射点为F，由几何关系可得AFa即出射点在AB边上离A点a的位置。如果入射光线在法线的左侧，光路图如图所示。设折射光线与AB的交点为D。由几何关系可知，在D点的入射角60设全反射的临界角为c，则sinc由和已知条件得c45因此，光在D点全反射设此光线的出射点为E，由几何关系得DEB90BDa2AFBEDBsin30联立式得BEa即出射点在BC边上离B点a的位置。答案：在BC边上离B点的位置高考资源网版权所有，侵权必究！
