高中物理 4.3光的全反射同步练习(含解析)新人教版选修3-4
高中物理第四章3光的全反射练习含解析教科版选修3_4
3.光的全反射课时过关·能力提升1.关于全反射,下列说法正确的是()A.发生全反射时,仍有折射光线,只是折射光线非常弱,因此可以认为不存在折射光线而只有反射光线B.光线从光密介质射向光疏介质时,一定会发生全反射现象C.光从光疏介质射向光密介质时,不可能发生全反射现象D.光从光疏介质射向光密介质时,也有可能发生全反射现象解析:全反射发生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,发生全反射时无光线进入光疏介质.答案:C2.水中的空气泡看上去比较亮,对这一现象解释正确的是 ()A.空气泡对光有会聚作用,因而较亮B.空气泡对光有发散作用,因而较亮C.从空气泡到达水中的界面处的光一部分发生全反射D.从水中到达空气泡的界面处的光一部分发生全反射解析:光从水中射到与气泡上的界面时发生全反射,所以水中的气泡看上去比较亮.选项D正确.答案:D3.在大海上旅行,有时会看到前方或地平线上有高楼大厦或热闹的市场,实际上却什么也没有,这种现象叫“海市蜃楼”,出现“海市蜃楼”的原因是()A.光的全反射的缘故B.光从云层上反射的缘故C.光沿直线传播的缘故D.光在不均匀的大气层中不沿直线传播的缘故答案:AD4.光线由空气透过半圆形玻璃砖,再射入空气的光路图如图所示,正确的是(玻璃的折射率为1.5)()A.图乙、丙、丁B.图甲、丁C.图乙、丙D.图甲、丙答案:A5.如图为一直角棱镜的横截面,∠bac=90°,∠abc=60°,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:依题意作出光在棱镜中的光路图,如图所示,显然,光在ab面上的入射角为i=60°,大于光在该棱镜中的全反射临界角(C=arcsi °则光在ab面上发生全反射,接着以i'=30°的入射角射到ac界面上,因i'< °,光在ac面上不发生全反射而进行部分反射和折射,其反射角i'=30°,反射光正好与bc面垂直,故选项B、D正确.答案:BD6.在完全透明的水下某处,放一点光源,在水面上形成一个圆形透光平面,如果圆形透光平面的半径匀速增大,则光源在()A.加速上升B.加速下沉C.匀速上升D.匀速下沉解析:所形成的透光圆面是由于全反射造成的,如图所示,圆面的边缘处是光发生全反射的位置,即i=C.R=h tan C由于tan C不变,故只有h匀速增大,才有R匀速增大.所以,光源向下匀速运动.答案:D7.如图所示,由红光和紫光组成的复色光由半圆形玻璃砖的表面A点射入,由下表面O点射出,从玻璃砖射入空气的入射角为i,进入空气后分解为两束光OB和OC,求:(1)从A点算起,复色光中的红光和紫光谁先到达O点?(2)光束OB和OC中谁是红光?(3)如果入射角i逐渐增大,眼睛在玻璃砖下方观察,哪种色光先消失?解析:(1)因为紫光的频率大,在玻璃中的折射率也大.由公式n得v紫<v红,所以t紫>t红,即红光先到达O点.(2)再设光从玻璃砖进入空气折射角为r,由折射定律n·sin i=sin r,得r紫>r红,紫光偏离原来方向的程度最大,故光线OB为紫光,OC是红光.(3)由公式sin C得C紫<C红,红光的临界角大于紫光的临界角,光线从玻璃砖进入空气时,入射角i 增大,紫光先达到临界角,先发生全反射,空气中的光线OB先消失.答案:(1)红光(2)OC是红光(3)紫光8.(2017·全国3)如图,一半径为R的玻璃半球,O点是半球的球心,虚线OO'表示光轴(过球心O与半球底面垂直的直线).已知玻璃的折射率为1.5.现有一束平行光垂直入射到半球的底面上,有些光线能从球面射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线).求:(1)从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值;(2)距光轴的入射光线经球面折射后与光轴的交点到点的距离3解析:(1)如图,从底面上A处射入的光线,在球面上发生折射时的入射角为i,当i等于全反射临界角i c时,对应入射光线到光轴的距离最大,设最大距离为l.i=i c①设n是玻璃的折射率,由全反射临界角的定义有n sin i c=1②由几何关系有sin i联立①② 式并利用题给条件,得l3的光线在球面B点发生折射时的入射角和折射角分别为i1和r1,由折射定律有(2)设与光轴相距3n sin i1=sin r1⑤设折射光线与光轴的交点为C,在△OBC中,由正弦定理有 ∠ 0°由几何关系有∠C=r1-i1⑦sin i13联立⑤ ⑦ 式及题给条件得OC3 3 ≈2.74R.⑨3 3 或答案:(139.如图所示,在注满水的游泳池的池底有一点光源A,它到池边的水平距离为3.0 m.从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角,水的折射率为3(1)求池内的水深.(2)一救生员坐在离池边不远处的高凳上,他的眼睛到池面的高度为2.0 m.当他看到正前下方的点光源A时,他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为 °.求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保留1位有效数字).解析:(1)如图所示,设到达池边的光线的入射角为i.依题意,水的折射率n光线的折射角θ=90°.由折射定律有n sin i=sinθ①3由几何关系有sin i式中,l=3m,h是池内水的深度.联立①②式并代入题给数据得h m≈2.6m.(2)设此时救生员的眼睛到池边的水平距离为x.依题意,救生员的视线与竖直方向的夹角为θ'= °.由折射定律有n sin i'=sinθ'式中,i'是光线在水面的入射角.设池底点光源A到水面入射点的水平距离为a.由几何关系有sin i'x+l=a+h'式中h'=2m.联立 ⑤ 式得x3-m≈0.7m.⑦3答案:(1)2.6 m(2)0.7 m。
高中物理 第十三章 光 第2节 全反射课堂达标 新人教版选修3-4
第十三章 第二节 全反射1．(湖北省襄阳市第四中学2017～2018高二下学期月考)一束光线穿过介质1、2、3时，光路如图所示，则( C )A ．介质1的折射率最大B ．介质2是光密介质C ．光在介质2中的速度最大D ．当入射角由45°逐渐增大时，在2、3分界面上可能发生全反射解析：由图可知，光从介质1射入介质2中折射角大于入射角，则n 1＞n 2。
光从介质2射入介质3中折射角小于入射角，则n 2＜n 3，据光的可逆性知，光从2射向1或从2射向3时，若入射角相等，从折射角上可判断n 3＞n 1，所以有n 3＞n 1＞n 2，即介质3折射率最大，故A 错误。
由对A 的分析可知，相对来说，2是光疏介质，故B 错误；根据公式：v ＝c n，因2的折射率最小，所以光在介质2中的传播速度最大，故C 正确；当入射角由45°逐渐增大时，光从2到3是从光疏介质到光密介质，全反射只有光从光密介质射向光疏介质时才能发生，所以在此界面上不会发生全反射，故D 错误。
2．(多选)(河北省鸡泽县一中2017年高二下学期期末)一玻璃砖横截面如图所示，其中ABC 为直角三角形(AC 边末画出)，AB 为直角边∠ABC ＝45°；ADC 为一圆弧，其圆心在BC 边的中点。
此玻璃的折射率为1.5。
P 为一贴近玻璃砖放置的、与AB 垂直的光屏。
若一束宽度与AB 边长度相等的平行光从AB 边垂直射入玻璃砖，则( BD )A ．从BC 边折射出宽度与BC 边长度相等的平行光B ．屏上有一亮区，其宽度小于AB 边的长度C ．屏上有一亮区，其宽度等于AC 边的长度D ．当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大解析：作光路图可知平行光从AB 边射入后不发生折射，射到BC 边上时，由临界角公式可得：sin C ＝1n ＝11.5＝23，得C ＝arcsin 23<45°，故全部光线发生全反射，选项A 错误；BC 边反射的光射向ADC 弧形边后，由于弧ADC 对平行光有会聚作用，可知B 对C 错；同时当屏向下移动时，屏上亮区将先变小后变大，所以选项D 也正确。
高中物理 第十三章 光 第2节 全反射课后训练 新人教版选修3-41
全反射1．如下各图画的是光由空气进入全反射(等腰直角)玻璃棱镜，再由棱镜射入空气中的光路图。
其中正确的光路图是( )2．如图，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。
则该棱镜材料的折射率为( )A ．2BC ．32D 3．如图所示，ABCD 是两面平行的透明玻璃砖，AB 面和CD 面平行，它们分别是玻璃和空气的界面，设为界面Ⅰ和界面Ⅱ，光线从界面Ⅰ射入玻璃砖，再从界面Ⅱ射出，回到空气中，如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角，则( )A ．只要入射角足够大，光线在界面Ⅰ上可能发生全反射现象B ．只要入射角足够大，光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象C ．不管入射角多大，光线在界面Ⅰ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Ⅱ上都不可能发生全反射现象4．光纤电缆是20世纪最重要的发明之一。
发明光纤电缆的就是被誉为“光纤之父”的华人科学家高锟。
2008年奥运会上，光纤通信网覆盖所有的奥运场馆，为各项比赛提供安全、可靠的通信服务，光纤通信是利用光的全反射将大量信息高速传输。
若采用的光导纤维是由内芯和包层两层介质组成，下列说法正确的是( )A ．内芯和包层折射率相同，折射率都大B ．内芯和包层折射率相同，折射率都小C ．内芯和包层折射率不同，包层折射率较大D ．内芯和包层折射率不同，包层折射率较小5．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 的夹角为θ＝30°，E 、F 分别为边AB 、BC 的中点，则( )AB．光在F点发生全反射C．光从空气进入棱镜，波长变小D．从F点出射的光束与入射到E点的光束平行6．已知介质对某单色光的临界角为C，则( )A．该介质对这种单色光的折射率等于1 sin CB．此单色光在该介质中的传播速度等于c·sin C(c是光在真空中的传播速度) C．此单色光在该介质中的传播波长是在真空中波长的sin CD．此单色光在该介质中的频率是在真空中的1sin C倍7．如图所示，直角玻璃棱镜中∠A＝70°，入射光线垂直于AC面，求光线从棱镜第一。
最新高中物理 第十三章 光 第2节 全反射课堂达标 新人教版选修3-4(考试必备)
第十三章 第二节 全反射1．(湖北省襄阳市第四中学2017～2018高二下学期月考)一束光线穿过介质1、2、3时，光路如图所示，则( C )A ．介质1的折射率最大B ．介质2是光密介质C ．光在介质2中的速度最大D ．当入射角由45°逐渐增大时，在2、3分界面上可能发生全反射解析：由图可知，光从介质1射入介质2中折射角大于入射角，则n 1＞n 2。
光从介质2射入介质3中折射角小于入射角，则n 2＜n 3，据光的可逆性知，光从2射向1或从2射向3时，若入射角相等，从折射角上可判断n 3＞n 1，所以有n 3＞n 1＞n 2，即介质3折射率最大，故A 错误。
由对A 的分析可知，相对来说，2是光疏介质，故B 错误；根据公式：v ＝c n，因2的折射率最小，所以光在介质2中的传播速度最大，故C 正确；当入射角由45°逐渐增大时，光从2到3是从光疏介质到光密介质，全反射只有光从光密介质射向光疏介质时才能发生，所以在此界面上不会发生全反射，故D 错误。
2．(多选)(河北省鸡泽县一中2017年高二下学期期末)一玻璃砖横截面如图所示，其中ABC 为直角三角形(AC 边末画出)，AB 为直角边∠ABC ＝45°；ADC 为一圆弧，其圆心在BC 边的中点。
此玻璃的折射率为1.5。
P 为一贴近玻璃砖放置的、与AB 垂直的光屏。
若一束宽度与AB 边长度相等的平行光从AB 边垂直射入玻璃砖，则( BD )A ．从BC 边折射出宽度与BC 边长度相等的平行光B ．屏上有一亮区，其宽度小于AB 边的长度C ．屏上有一亮区，其宽度等于AC 边的长度D ．当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大解析：作光路图可知平行光从AB 边射入后不发生折射，射到BC 边上时，由临界角公式可得：sin C ＝1n ＝11.5＝23，得C ＝arcsin 23<45°，故全部光线发生全反射，选项A 错误；BC 边反射的光射向ADC 弧形边后，由于弧ADC 对平行光有会聚作用，可知B 对C 错；同时当屏向下移动时，屏上亮区将先变小后变大，所以选项D 也正确。
【人教版】物理选修(3-4)：13-2《全反射》课时精练(含答案)
【金版教程】高中物理 13-2 全反射课时精练 新人教版选修3-41. 关于全反射及其应用的认识，下列说法正确的是( )A ．发生全反射时，仍有折射光线，只是折射光线非常弱，因此可以认为不存在折射光线而只有反射光线B ．全反射是反射光线与折射光线重合的一种现象C ．光线从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射D ．光线从光疏介质射向光密介质时，不可能发生全反射E ．光纤通信是利用了光的折射原理解析：发生全反射时，折射光线消失，A 错，同理B 错；由发生全反射的条件可知C 错D 对；光纤通信是利用了光的全反射原理，E 错。
答案：D2. 如图，光线在空气和半圆形玻璃砖的界面处的光路图中，正确的是(玻璃的折射率为1.5)( )A ．图乙、丁B ．图甲、丁C ．图乙、丙D ．图甲、丙解析：光线由空气进入玻璃砖中时，入射角大于折射角，由玻璃砖射入空气时，入射角小于折射角，由临界角计算公式得：C ＝arcsin 1n ＝arcsin 11.5＝41°49′，入射角50°大于临界角，将发生全反射。
答案：A3. 光在某种介质中的传播速度为1.5×108m/s ，光从此介质射向空气并发生全反射时的临界角是( )A ．15°B ．30°C ．45°D ．60°解析：由n ＝c v ＝2，又因为sin C ＝1n ＝12，故C ＝30°。
答案：B4. 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θ，则所观察到的圆形半径为( ) A．h tanθB．h sinθC.htanθD.hsinθ解析：画出全反射光路图可知sin C＝sinθ，tanθ＝Rh，R＝h tanθ，A正确。
答案：A5.光导纤维的结构如图，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。
以下关于光导纤维的说法正确的是( )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．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折射D．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用解析：光导纤维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。
2020_2021学年高中物理第13章光2全反射课时练习含解析新人教版选修3_4
全反射(40分钟100分)一、选择题(本题共7小题,每小题8分,共56分)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。
故选C。
【加固训练】(多选)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A、D。
露水珠或喷泉的水珠,在阳光照耀下在部分位置发生全反射,所以格外明亮,故A正确;直棒斜插入水中时呈现弯折现象是由于光的折射,故B不正确;口渴的沙漠旅行者,往往会看到前方有一潭晶莹的池水,是折射的现象,故C错误;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,故D正确。
2.(2020·某某高二检测)如图所示,置于空气中的厚玻璃砖,AB、CD分别是玻璃砖的上、下表面,且AB∥CD。
光线经AB表面射向玻璃砖,折射光线射到CD表面时,下列说法正确的是( )A.不可能发生全反射B.有可能发生全反射C.只要入射角i足够大就能发生全反射D.不知玻璃折射率,无法判断【解析】选A。
临界角等于光从真空射入介质折射时最大的折射角,由图看出,入射光线在AB 面上的折射角一定小于临界角,由题AB∥CD,折射光线射到CD表面时入射角与AB面上的折射角相等,所以入射角一定小于临界角,所以折射光线射到CD表面时一定不会发生全反射。
(附加10套高考模拟卷)高中物理4.3光的全反射对点练习教科版选修3-4
第3讲 光的全反射对全反射的理解1．光在某种介质中的传播速度是1.5×108m/s ，光从该介质射向空气时( )A ．介质的临界角是30°B ．大于或等于30°的所有角都是临界角C ．入射角大于或等于30°时都能发生全反射D ．临界角可能是60°解析 由n ＝c v ＝3×1081.5×108＝2，sin C ＝1n知临界角C ＝30°，所以A 、C 正确．答案 AC全反射的应用及定量计算2.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4－3－3所示．方框内有两个折射率n ＝1.5的玻璃全反射棱镜，下图给出了两棱镜四种放置方式的示意图．其中能产生图4－3－3 效果的是( )图4－3－3解析 四个选项产生光路效果如下图：由上图可知B 项正确． 答案 B3．图示4－3－4为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图，玻璃丝长为L ，折射率为n ，AB 代表端面．已知光在真空中的传播速度为c.图4－3－4(1)为使光线能从玻璃丝的AB 端面传播到另一端面，求光线在端面AB 上的入射角应满足的条件； (2)求光线从玻璃丝的AB 端面传播到另一端面所需的最长时间．解析 (1)设光线在端面AB 上C 点(如下图)的入射角为i ，折射角为r ，由折射定律有 sin i ＝nsin r ①设该光线射向玻璃丝内壁D 点的入射角为α，为了使该光线可在此光导纤维中传播，应有α≥θ② 式中θ是光线在玻璃丝内发生全反射的临界角，它满足nsin θ＝1③ 由几何关系得α＋r ＝90°④由①②③④得sin i≤n 2－1⑤(2)光在玻璃丝中传播速度的大小为v ＝cn⑥光速在玻璃丝轴线上的分量为v x ＝vsin α⑦光线从玻璃丝端面AB 传播到其另一端面所需时间为T ＝L v x⑧ 光线在玻璃丝中传播，在刚好发生全反射时，光线从端面AB 传播到其另一端面所需的时间最长，由②③⑥⑦⑧式，得T max ＝n 2Lc⑨答案 (1)sin i≤n 2－1 (2)n 2L c4．(2019·新课标全国卷Ⅱ)一厚度为h 的大平板玻璃水平放置，其下表面贴有一半径为r 的圆形发光面．在玻璃板上表面放置一半径为R 的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上．已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射)，求平板玻璃的折射率．解析 如图所示，考虑从圆形发光面边缘的A 点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃上表面的A′点折射，根据折射定律有n ＝sin rsin i式中，n 是玻璃的折射率，i 是入射角，r 是折射角．现假设A′恰好在纸片边缘．由题意，在A′点刚好发生全反射，故r ＝π2设AA′线段在玻璃上表面的投影长为L ，由几何关系有sin i ＝LL 2＋h2由题意，纸片的半径应为R ＝L ＋r联立以上各式得n ＝1＋⎝ ⎛⎭⎪⎫h R －r 2答案1＋⎝ ⎛⎭⎪⎫h R －r 2物理高考模拟试卷含答案注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
最新高中物理 第十三章 光 第2节 全反射课时作业 新人教版选修3-4(考试必备)
第十三章第二节全反射基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)1．(河北省衡水中学2017年高二下学期期中)夏天，海面上下层空气的温度比上层空气的温度低。
可以设想海面上的空气是由折射率不同的许多水平气层组成的。
景物发出的光线由于不断被折射，越来越偏离原来的方向、人们逆着光线看去就出现了蜃景。
如图所示，则下列说法正确的是( C )A．蜃景是景物由于海平面对光的反射所成的像B．海面上上层空气的折射率比下层空气的折射率大C．A是蜃景，B是景物D．B是蜃景，A是景物解析：当大气层比较平静时，空气的密度随温度的升高而减小，对光的折射率也随之减小，海面上空气的温度比空中低，空气的折射率下层比上层大。
远处的景物发出的光线射向空中时，不断被折射，射向折射率较低的上一层的入射角越来越大，当光线的入射角大到临界角时，就会发生全反射现象。
在地面附近的观察者就可以观察到由空中射来的光线形成的虚像。
这就是海市蜃楼的景象。
故选C。
2．(内蒙古包头九中2017年高二下学期期末)自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理，它虽然本身不发光，但在夜间骑行时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车，尾灯由透明介质制成，其外形如图甲所示，下面说法正确的是( C )A．汽车灯光从左面射过来，在尾灯的左表面发生全反射B．汽车灯光从左面射过来，在尾灯的右表面发生全反射C．汽车灯光从右面射过来，在尾灯的左表面发生全反射D．汽车灯光从右面射过来，在尾灯的右表面发生全反射解析：我们从题图中取一个凸起并作出一条光路如图所示。
由图可知，每一部分相当于一块全反射棱镜，要想让后面的司机看到反射光，因此光只能从右侧(直边)射入，经过尾灯左表面反射回去，故选项C 正确，A 、B 、D 错误。
3．三种透明媒质叠放在一起，且相互平行，一束光在Ⅰ和Ⅱ两媒质的界面上发生了全反射后，射向Ⅱ和Ⅲ两媒质界面，发生折射如图所示，设定光在这三种媒质中的速率分别是v 1、v 2、v 3，则它们的大小关系( B )A ．v 1>v 2>v 3B ．v 1>v 3>v 2C ．v 1<v 2<v 3D ．v 2>v 1>v 3解析：光在Ⅰ和Ⅱ两介质的界面上发生了全反射，说明Ⅰ的折射率小于Ⅱ的折射率，即n 1<n 2；光射向Ⅱ和Ⅲ两介质界面时发生了折射，而且折射角大于入射角，说明Ⅱ的折射率大于Ⅲ的折射率，即n 2>n 3；介质Ⅰ与Ⅲ相比较，介质Ⅰ的折射率小于介质Ⅲ的折射率，即有n 1<n 3，所以有n 2>n 3>n 1，根据光在这三种介质中的速率公式v ＝cn得知，光速与折射率成反比，则v 1>v 3>v 2。
高考物理一轮复习3光的折射全反射课时作业新人教版选修3-4
第3课时光的折射全反射1 . (2014 •浙江暨阳联考)有经验的捕鱼人都知道，如果在岸上把鱼枪射向水中的目标是射不中鱼的，这是因为鱼反射的光在通过水面时发生了折射。
不考虑光的频率不同对折射率的影响，下列说法正确的是( )A. 要让鱼枪射中鱼，必须瞄准鱼的上方发射B. 如果用高能激光笔照射水中的鱼，那么只要对准鱼在水中的像即可照到鱼C. 捕鱼人在岸上不同的位置看到的鱼的位置不变D. 由于全反射现象，人只要离开鱼一定的水平距离，鱼反射出的光就不会到达捕鱼人的眼睛解析根据光的折射定律，岸上的人看到的是鱼的像，像的位置比实物浅一点，故选项A错；用高能激光笔照射水中的鱼，遵循光的折射定律，只要对准鱼在水中的像即可照到鱼，故选项B对；在岸上不同位置观察到的鱼的位置不同，故选项C错；根据全反射条件，水中的鱼能看到范围在180°内的水面上的物体，所以由光路的可逆性可知，不论人离开鱼多远，人均能看到鱼，故选项D错。
答案B2 .如图1所示，一束红光和一束蓝光平行入射到三棱镜上，经折射后，汇聚在屏上同一点，若m和n2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率，下列判断正确的有B. n 1<n2, a为红光，b为蓝光C. n 1>n2, a为红光，b为蓝光D. n 1>n2, a为蓝光，b为红光解析由于红光的频率低于蓝光的频率，有mv n2,由光路图可知，a为蓝光，b为红光, A正确。
A. n1<n2, a 为蓝光,答案A3. 在信息技术迅猛发展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒介。
光盘上的信息通常是通过激光束来读取的。
光盘截面示意如图2所示，若入射的红、蓝混合激光束不是垂直投射到盘面上，则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向。
下列说法中正确的是图2A. 图中光束①是蓝光，光束②是红光B. 对同一小孔，光束①的衍射现象更明显C. 在透明介质层中光束①比光束②传播得更快D. 若光束①、②以相同且逐渐增大的入射角从透明介质层射向空气中，则光束②先发生全反射解析由蓝光的频率大于红光的频率可知，蓝光的折射率大于红光的折射率，由题图可知，光束①是蓝光，光束②是红光，故A正确；由于红光波长较长，红光更容易发生衍射现象，故B错误；根据v= C可得出，在透明介质层中光束①比光束②传播得更慢，故nC错误；根据全反射条件sin C=补易知，光束①、②以相同且逐渐增大的入射角从透明介质层射向空气中时，光束①先发生全反射，D错误。
高中物理第13章光课时训练(十二)全反射新人教版选修3-4(2021年整理)
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课时跟踪检测（十二）全反射一、单项选择题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 全反射发生的条件是光从光密介质射向光疏介质和入射角大于等于临界角，二者缺一不可,故选项B、D错误，C正确；发生全反射时，折射光线全部消失,只剩下反射光线，选项A错误。
2．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，其框外光线如图所示.方框内有两个折射率n＝1.5 的玻璃全反射棱镜。
选项中给出了两棱镜四种放置方式的示意图，能产生图中光路效果的是（)解析：选B 四个选项产生光路效果如图所示.可知,B正确。
3．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：选B 发生全反射的条件:光由光密介质射入光疏介质,入射角大于或等于临界角，B 正确。
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第3节 光的全反射 1．光从光密介质射入光疏介质时，若入射角增大到某一角度，________光线就会完全消失，只剩下________光线的现象叫全反射，这时的______________叫做临界角． 2．要发生全发射，必须同时具备两个条件：(1)光从________介质射入________介质，(2)入射角____________________临界角． 3．光从介质射入空气(真空)时，发生全反射的临界角C与介质的折射率n的关系是____________． 4．在实际应用中的光纤是一根极细的玻璃丝，直径约几微米到100 μm不等，由两种____________不同的玻璃制成，分内外两层，内层玻璃的折射率比外层玻璃的折射率____．当光从一端进入光纤时，将会在两层玻璃的界面上发生____________． 5．在水底的潜水员看来，水面上方的所有景物只出现在顶角为97°的倒立圆锥里，这是因为( ) A．水面上远处的景物反射的阳光都因为全反射而不能进入水中 B．水面上远处的景物反射的阳光折射进入水中，其折射角不可能大于48.5° C．水面上方倒立圆锥之外的景物反射的阳光都因为全反射的原因不可能进入水中 D．水面上方倒立圆锥之外的景物反射的阳光都因为折射的原因不可能进入潜水员的眼中 6．全反射是自然界里常见的现象，下列与全反射相关的说法正确的是( ) A．光只有从光密介质射向光疏介质时才能发生全反射 B．如果条件允许，光从光疏介质射向光密介质时也可能发生全反射 C．发生全反射时，折射光线完全消失，反射光的能量几乎等于入射光的能量 D．只有在入射角等于临界角时才能发生全反射 7．一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为45°，下图所示的四个光路图中，正确的是( ) 概念规律练 知识点一 发生全反射的条件 1．关于全反射，下列说法中正确的是( ) A．发生全反射时，仍有折射光线，只是折射光线非常弱，因此可以认为不存在折射光线而只有反射光线 B．光线从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射 C．光线从光疏介质射向光密介质时，不可能发生全反射 D．水或玻璃中的气泡看起来特别亮，就是因为光从水或玻璃射向气泡时，在界面发生了全反射 2．如图1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，均由空气射入玻璃砖，到达玻璃砖的圆心位置．下列说法正确的是( )
图1 A．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 知识点二 全反射的临界角 3．光在某种介质中传播的速度为1.5×108 m/s，光从此介质射向空气并发生全反射时的临界角是( ) A．15° B．30° C．45° D．60° 4．已知介质对某单色光的临界角为C，则( ) A．该介质对单色光的折射率等于1sin C B．此单色光在该介质中的传播速度等于c·sin C(c是光在真空中的传播速度) C．此单色光在该介质中的传播波长是在真空中波长的sin C倍
D．此单色光在该介质中的频率是在真空中的1sin C倍 知识点三 光导纤维 5．光导纤维的结构如图2所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．以下关于光导纤维的说法正确的是( )
图2 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．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折射 D．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用 6. 如图3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为多少？(设光在真空中的速度为c)
图3 方法技巧练
应用全反射规律解决实际问题的方法 7．有一折射率为n的长方体玻璃砖ABCD，其周围是空气，如图4所示，当入射光线从它的AB面以入射角α射入时． 图4 (1)要使光线在BC面发生全反射，证明入射角应满足的条件是sin α≤n2－1.(BC面足够长)； (2)如果对于任意入射角的光线都能产生全反射，则玻璃砖的折射率应取何值？
8．如图5所示是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片，相机的镜头竖直向上．照片中，水立方运动馆的景象呈现在半径r＝11 cm的圆形范围内，水面上
的运动员手到脚的长度l＝10 cm.若已知水的折射率为n＝43，请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深h.(结果保留两位有效数字) 图5 1．已知水、水晶、玻璃和二硫化碳的折射率分别为1.33、1.55、1.60和1.63，如果光按下面几种方式传播，可能发生全反射的是( ) A．从水晶射入玻璃 B．从水射入二硫化碳 C．从玻璃射入水中 D．从水射入水晶 2．如图6所示，ABCD是平面平行的透明玻璃砖，AB面和CD面平行，它们分别是玻璃和空气的界面，设为界面Ⅰ和界面Ⅱ，光线从界面Ⅰ射入玻璃砖，再从界面Ⅱ射出，回到空气中，如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角，则( ) 图6 A．只要入射角足够大，光线在界面Ⅰ上可能发生全放射现象 B．只要入射角足够大，光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象 C．不管入射角多大，光线在界面Ⅰ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Ⅱ上都不可能发生全反射现象 3．某一束单色光在水中的传播速度是真空中的3/4，则( ) A．水的折射率为3/4 B．水的折射率为4/3 C．从水中射向水面的光线，一定可以进入空气中 D．这束光在水中传播时的频率为真空中的3/4 4．在完全透明的水下某处，放一点光源，在水面上可见到一个圆形透光平面，若透光圆面的半径匀速增大，则光源正( ) A．加速上升 B．加速下沉 C．匀速上升 D．匀速下沉
5．如图7所示，一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象，下列说法正确的是( )
图7 A．红光的偏折最大，紫光的偏折最小 B．红光的偏折最小，紫光的偏折最大 C．玻璃对红光的折射率比紫光大 D．玻璃中紫光的传播速度比红光大 6. 如图8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( )
图8 A.62 B.2 C.32 D.3 7．如图8所示，在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形．有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合．已知玻璃的折射率为1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为( )
图8 A．r B．1.5r C．2r D．2.5r 8．如图9所示，光线从空气垂直射入棱镜界面BC上，棱镜 图9 的折射率n＝ 2，这条光线离开棱镜时与界面的夹角为( ) A．30° B．45° C．60° D．90° 9．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10所示．方框内有两个折射率n＝1.5的玻璃全反射棱镜．下图给出了两棱镜四种放置方式的示意图．其中能产生如图所示效果的是( )
图10 10.如图11所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由MN端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射，然后垂直PQ端面射出．
图11 (1)求该玻璃棒的折射率． (2)若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面EF上时________(填“能”“不能”或“无法确定能否”)发生全反射．
11．一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，图12为过轴线的截面图，调整入射角α，使光线恰好在水和空气的界面上发生全反射，已知水的折射率为43，求sin α的值． 图12 12.在厚度为d、折射率为n的大玻璃板的下表面，有一个半径为r的圆形发光面．为了从玻璃板的上方看不见圆形发光面，可在玻璃板的上表面贴一块圆形纸片，所贴纸片的最小半径为多大？
13．如图13所示的圆柱形容器中盛满折射率n＝2的某种透明液体，容器底部安装一块平面镜，容器直径L＝2H，在圆心正上方h高度处有一点光源S，要使S发出光从液体上方观察照亮整个液体表面，h应该满足什么条件．
图13 第3节 光的全反射 答案 课前预习练 1．折射 反射 入射角 2．光密 光疏 大于或等于
3．sin C＝1n 4．折射率 大 全反射 5．B [水面上方的所有景物出现在顶角为97°的倒立圆锥里，这是由于水的临界角为48.5°，光由空中射入水中时，最大折射角为48.5°，不能发生全反射；当光由水中射向空中时有可能发生全反射现象，故B正确，A、C、D错．] 6．AC
7．A [因为sin C＝1n＝23，则sin C全反射，A正确．] 课堂探究练 1．CD [光从光密介质射向光疏介质时，当入射角增大到某一角度后，折射光线完全消失，只剩下反射光线的现象叫全反射，故A、B错，C正确；光从水或玻璃射向气泡时，在界面发生了全反射，即反射光增强，透射光减弱，就使气泡看起来特别亮，D正确．] 点评 发生全反射的条件：①光从光密介质射向光疏介质；②入射角大于或等于临界角． 2．ACD [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光线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和光线cO都不能发生全反射，但bO光线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，即光线bO的反射光线亮度较大，所以D对，本题答案选A、C、D.] 点评 当光从光密介质射向光疏介质未发生全反射时，随着入射角的增大，折射光线越来越弱，反射光线越来越强，直到增大到临界角之后，折射光线消失，反射光线达到最强．
3．B [因为n＝cv＝3.0×108 m/s1.5×108 m/s＝2，而且sin C＝1n＝12，所以C＝30°，选B.]
4．ABC [该题考查临界角、折射率以及光速之间的关系．由临界角的计算式sin C＝1n，得n＝1sin C，选项A正确；将n＝cv代入sin C＝1n，得sin C＝vc，故v＝csin C，选项B正确；设该单色光的频率为f，在真空中的波长为λ0，在介质中的波长为λ，由波长、频率、