1、第2节 光的全反射 第3节 光导纤维及其应用1.关于全反射，下列叙述中正确的是（）A.发生全反射时仍有折射光线，只是折射光线非常弱B.光从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射现象C.光从光密介质射向光疏介质时，可能不发生全反射现象D.光从光疏介质射向光密介质时，可能发生全反射现象解析：选C.发生全反射时折射光线的能量为零，折射光线消失，所以选项A错误；发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角，二者缺一不可，所以选项B、D错误，选项C正确.2.某种介质对空气的折射率是，一束光从该介质射向空气，入射角是60，则下列光路图中正确的是（图中为空气，为介质） （）解析：选
2、D.由题意知，光由光密介质射向光疏介质，由sin C，得C45C，所以光线在AC面发生全反射；光线到达BC面上的入射角i30，由于iC，所以有部分光线从BC面射出，还有部分光线经BC面反射到AC面上，此时入射角等于零度，光线垂直于AC面射出，D项正确.3.如图所示，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.BC. D解析：选A.根据折射率定义有：sin 1nsin 2，nsin 31，已知145，2390，解得n.故选项A正确.4.光纤通信是一种现代化的通信手段，
3、它可以为客户提供大容量、高速度、高质量的通信服务，为了研究问题方便，我们将光导纤维简化为一根长直玻璃管，如图所示.设此玻璃管长为L，折射率为n.已知从玻璃管左端面射入玻璃内的光线在玻璃管的侧面上恰好能发生全反射，最后从玻璃管的右端面射出.设光在真空中的传播速度为c，则光通过此段玻璃管所需的时间为（）A. BC. D解析：选A.用C表示临界角，则有sin C，光在玻璃管中的传播速度为v，光在玻璃管中传播所用时间为t，故A正确.5.如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方.一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带.若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径
4、方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失.在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是（）A.减弱、紫光 B减弱、红光C.增强、紫光 D增强、红光解析：选C.因n红C紫，因此当增大入射角时，紫光先发生全反射，紫光先消失，且当入射光的入射角逐渐增大时，折射光强度会逐渐减弱，反射光强度会逐渐增强，故应选C.6.如图所示，一束平行光从真空射向一块半圆形的玻璃砖，下列说法不正确的是（）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玻璃砖不发生偏折D.圆心两侧一定范围外的光线将在曲面产生全反射解析：选A.
5、平行光线从玻璃砖射到右侧圆弧面上，在有些区域会发生全反射，只有部分区域有光射出，设光线射到C点时恰好发生了全反射，此时入射角为i，则iC；在C点的上方，入射角大于临界角，光线发生全反射，在AC范围内没有光线射出，根据对称性可知，玻璃砖下方对称部位，也没有光线射出，所以只有圆心两侧一定范围内的光线在曲面上不发生全反射，能通过玻璃砖，其中通过圆心的光线将沿直线穿出不发生偏折，圆心两侧一定范围外的光线将在曲面产生全反射，故A错误，B、C、D正确.二、多项选择题7.下述现象哪些是由于全反射造成的（）A.露水珠或喷泉的水珠，在阳光照耀下格外明亮B.直棒斜插入水中时呈现弯折现象C.口渴的沙漠旅行者，往往会
6、看到前方有一潭晶莹的池水，当他们喜出望外地奔向那潭池水时，池水却总是可望而不可及D.在盛水的玻璃杯中放一空试管，用灯光照亮玻璃杯侧面，在水面上观察水中的试管，看到试管壁特别明亮解析：选ACD.露水珠或喷泉的水珠，在阳光照耀下部分位置发生全反射，故格外明亮，A正确；直棒斜插入水中时呈弯折现象是光的折射，B错误；口渴的沙漠旅行者，往往会看到前方有一潭晶莹的池水，是全反射现象，当靠近时此现象会消失，C正确；盛水的玻璃杯中放一空试管，用灯光照亮玻璃杯侧面，在水面上观察水中的试管，看到试管壁特别明亮，是由于发生了全反射，D正确.8.如图所示，ABCD是两面平行的透明玻璃砖，AB面和CD面平行，它们分别是
7、玻璃和空气的界面，设为界面和界面，光线从界面射入玻璃砖，再从界面射出，回到空气中，如果改变光到达界面时的入射角，则（）A.只要入射角足够大，光线在界面 上可能发生全反射现象B.只要入射角足够大，光线在界面 上可能发生全反射现象C.不管入射角多大，光线在界面上都不可能发生全反射现象D.不管入射角多大，光线在界面上都不可能发生全反射现象解析：选CD.在界面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，则选项C正确；在界面光由玻璃进入空气，是由光密介质进入光疏介质，但是，由于界面和界面平行，光由界面进入玻璃后再达到界面，在界面上的入射角等于在界面上的折射角，因此
8、入射角总是小于临界角，也不会发生全反射现象，选项D正确.9.如图所示，半径为R的半圆形透明材料，折射率n2.0.一束平行光从空气以垂直于其底面的方向射入，则下列说法正确的是（）A.所有光线都能透过这种材料B.只有距圆心O两侧范围内的光才能通过C.射出的光束会形成发散光束D.射出的光束会形成会聚光束解析：选BD.平行光射到底面时，光线与界面垂直，方向不变，继续射到球面时，距圆心O两侧范围内的光线入射角小于临界角Carcsin 30，发生折射形成会聚光束，范围外的光线入射角大于或等于临界角发生全反射.10.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
9、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（）A.n可能为 Bn可能为2C.t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.三、非选择题11.如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角AOB60.一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质，经OA折射的光线恰平行于OB.（1）求介质的折射率.（2）折射光线中恰好射到M点的
10、光线（填“能”或“不能”）发生全反射.解析：（1）由题意画出光路图如图所示，由CMOB，可得入射角i60，折射角r30，由折射定律可得此介质的折射率为n.（2）由题意画出恰好经过M点的折射光线如图所示，可得出此时射向M点的入射角为30，全反射的临界角sin Csin 30，故不能发生全反射.答案：（1）（2）不能12.半径为R、介质折射率为n的透明圆柱体，过其轴线OO的截面如图所示.位于截面所在的平面内的一细束光线，以角i0由O点入射，折射光线由上边界的A点射出.当光线在O点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的B点恰好发生全反射.求A、B两点间的距离.解析：当光线在O点的入射角为i0时，设折射角为r0，由折射定律得n 设A点与左端面的距离为dA，由几何关系得sin r0若折射光线恰好发生全反射，则在B点的入射角恰好为临界角C，设B点与左端面的距离为dB，由折射定律得sin C由几何关系得sin C 设A、B两点间的距离为d，可得ddBdA 联立式得dR.答案：R
