第四章分層作業(yè)23光的全反射A級必備學問基礎練1.(多選)當光從光密介質射向光疏介質時,下列說法正確的是()A.反射光線的強度隨入射角的增大而減小B.折射光線的強度隨入射角的增大而減小C.當入射角等于臨界角時,折射光線的強度等于零D.當入射角等于零時,反射光線的強度等于零2.下列選項為光線由空氣進入全反射玻璃棱鏡再由棱鏡射入空氣的光路圖,可以發(fā)生的是()3.將透亮塑料圓盒裝一半水,形成半圓形水柱,水中加少量色素,利用丁達爾效應,可視察到液體中的光路。用激光沿半徑方向射到半圓水柱的圓心,并從水面射到空氣中。增大入射角θ,當折射光剛好在水面上方消逝時,可讀出此時的入射角θ即為全反射臨界角。若在操作時,水略微超過了圓盒容積的一半,激光仍對準圓心入射,則臨界角的測量值會()A.偏大 B.不變C.偏小 D.無法確定4.下列說法正確的是()A.在光的折射現(xiàn)象中,光路是不行逆的B.水中的氣泡看上去特殊亮,是因為全反射現(xiàn)象C.光在任何介質中的傳播速度相同D.光在同種介質中肯定沿直線傳播5.如圖所示,用激光筆從A點照耀半圓形玻璃磚的圓心O點,發(fā)覺有OB、OC兩條細光束。當入射光束AO繞O點順時針轉動小角度θ,OB、OC也會隨之轉動。則()A.光束OB順時針轉動的角度等于θB.光束OC逆時針轉動的角度小于θC.光束OB漸漸變亮D.光束OC漸漸變亮6.(多選)如圖所示,有一束平行于等邊三棱鏡截面ABC的單色光從空氣射向E點,并偏折到F點,已知入射方向與邊AB的夾角為θ=30°,E、F分別為邊AB、BC的中點,則()A.該棱鏡的折射率為3B.光在F點發(fā)生全反射C.光從空氣進入棱鏡,波長變小D.從F點出射的光束與入射到E點的光束平行B級關鍵實力提升練7.如圖所示,一束光由空氣射向水,入射角為53°,折射角為37°。光在真空中的傳播速度為3×108m/s,sin37°=0.6,sin53°=0.8,求:(1)水的折射率n;(2)光在水中傳播的速度;(3)光從水中射入空氣的臨界角的正弦值。8.用玻璃做成的一塊棱鏡的截面圖如圖所示,其中ABCD是矩形,OCD是半徑為R的四分之一圓弧,圓心為O。一條光線從AB面上的某點入射,入射角θ1=45°,它進入棱鏡后恰好以臨界角射在BC面上的O點,光路圖如圖所示,已知光在空氣中的傳播速度c=3.0×108m/s,求:(結果可用根號表示)(1)該棱鏡的折射率n;(2)光線在該棱鏡中傳播的速度大小v。9.某城市中心花園建設了一個人工湖,湖的形態(tài)像一個正立的碗,截面為半圓形,如圖所示,半徑R=9m,在湖底A處放一單色LED燈,將湖內注滿水。已知水對該單色光的折射率n=43,光在真空中的傳播速度c=3.0×108(1)求從LED燈發(fā)出的單色光射出水面所需的最短時間t;(2)若LED燈能移動,要使在湖的四周和上方均能看到LED燈發(fā)出的光,求LED燈所處位置距水面的最小距離。10.打磨成多面體的鉆石能閃閃發(fā)光,是射到鉆石背面的光全部被反射回來的原因?！安Ａс@石”的橫截面如圖所示,該“玻璃鉆石”左右對稱,折射率n=2,OA邊和OD邊與軸線的夾角均為θ。一束光從BC邊垂直入射,已知cos75°=0.26。(1)若θ=75°,求這束光在OA邊折射時折射角的正弦值;(2)若θ=50°,通過計算推斷這束光經OA邊第一次反射,到達OD邊時能否發(fā)生全反射。11.(2024江蘇南京高二期中)如圖所示,一個半徑為r的圓木板靜止在某種液體的表面,在圓木板圓心O的正下方H=3r處有一點光源S,已知液體的折射率n=2,求:(1)沿圓木板邊緣出射的折射光線的折射角;(2)將點光源S豎直向上移動多少距離后,水面上方恰好看不到S發(fā)出的光。答案：1.BC解析當光從光密介質射向光疏介質時,反射光線的強度隨入射角的增大而增大,折射光線的強度隨入射角的增大而減小,當入射角等于臨界角時,光線恰好發(fā)生全反射,折射光線的強度等于零,B、C正確,A、D錯誤。2.A解析光垂直等腰直角三角形的某直角邊射入玻璃棱鏡時,在斜邊發(fā)生全反射,故A正確。3.B解析依據題意,作出光路圖如圖所示,入射光線的方向不變,由圖可得,發(fā)生全反射的臨界角相等,即臨界角的測量值不變,故選項B正確。4.B解析在光的折射現(xiàn)象中,光路是可逆的,A錯誤;水中的氣泡看上去特殊光亮,是光從水射向氣泡時發(fā)生了全反射造成的,B正確;光在不同介質中的傳播速度不同,C錯誤;光在同種勻稱介質中肯定沿直線傳播,D錯誤。5.D解析由圖可知,OB為折射光線,光從光密介質到光疏介質,入射角小于折射角,當入射光束AO繞O點順時針轉動時,折射光線也順時針轉動,但改變得更快,所以光束OB順時針轉動的角度大于θ,故A錯誤;由圖可知,光束OC為反射光線,轉動方向與入射光線相反,但轉動角度相同,故B錯誤;當入射光線AO轉動到肯定程度時,入射角等于臨界角,發(fā)生全反射,折射光線會消逝,這一過程中,折射光線變暗,反射光線變亮,故C錯誤,D正確。6.AC解析在E點作出法線可知入射角為60°,折射角為30°,故折射率為3,故A正確;由光路的可逆性可知,在BC邊上的入射角小于臨界角,不會發(fā)生全反射,故B錯誤;λ介=λ空氣n,故C正確;由幾何關系知,在F點入射角為30°,折射角為60°,出射光束不會與入射到7.答案(1)43(2)2.25×108m/s(3)解析(1)光線從空氣射入水中折射,則n=sini(2)由n=cv得光在水中傳播的速度v=cn=2.25×10(3)光從水中射入空氣,由sinC=1n可得sinC=38.答案(1)62(2)6×108解析(1)光線在BC面上恰好發(fā)生全反射,入射角等于臨界角C,有sinC=1光線在AB界面上發(fā)生折射,折射角θ2=90°-C,由折射定律得n=sin聯(lián)立以上各式,代入數據解得n=62(2)光在棱鏡中傳播的速度v=cn=3×1089.答案(1)4×10-8s(2)37m解析(1)光在介質中的傳播速度v=cn=94所以從LED燈發(fā)出的單色光射出水面所需的最短時間t=Rv=4×10-8(2)當光射向湖的邊緣C點時恰好發(fā)生全反射,則sinC=1由幾何分析知OS'=RtanC=93所以要使在湖的四周和上方均能看到LED燈發(fā)出的光,LED燈所處位置距水面的最小距離為37m。10.答案(1)0.52(2)能發(fā)生全反射解析(1)如圖甲所示,依據幾何學問可知α=90°-θ=15°甲依據折射定律sinβ得sinβ=0.52。(2)依據sinC=1乙得C=30°如圖乙所示,依據幾何關系可知θ1=90°-θ=40