2019_2020学年高中物理第四章3光的全反射练习（含解析）教科版.docx

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=2,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: 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=arcsin12=45),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i45,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=htanC由于tanC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=cv得v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nsini=sinr,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sinC=1n,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R3的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离.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ic时,对应入射光线到光轴的距离最大,设最大距离为l.i=ic设n是玻璃的折射率,由全反射临界角的定义有nsinic=1由几何关系有sini=lR联立式并利用题给条件,得l=23R.(2)设与光轴相距R3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nsini1=sinr1设折射光线与光轴的交点为C,在OBC中,由正弦定理有sinCR=sin(180-r1)OC由几何关系有C=r1-i1sini1=13联立式及题给条件得OC=3(22+3)5R2.74R.答案:(1)23R(2)3(22+3)5R(或2.74R)9.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43.(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45.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=43,光线的折射角=90.由折射定律有nsini=sin由几何关系有sini=ll2+h2式中,l=3m,h是池内水的深度.联立式并代入题给数据得h=7m2.6m.(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=4