6、要的時間等于
D.光從它的一端射入到從另一端射出所需要的時間等于
解析 根據(jù)全反射的條件可知：玻璃芯的折射率n1要大于外層材料的折射率n2，選項(xiàng)A正確，B錯誤；據(jù)題意有sin θ＝，而sin θ＝，s為光在光導(dǎo)纖維中的路程。在玻璃芯中傳播時s＝t，聯(lián)立解得t＝，故選項(xiàng)C、D錯誤。
答案 A
1.光從介質(zhì)a射向介質(zhì)b，如果要在a、b介質(zhì)的分界面上發(fā)生全反射，那么必須滿足的條件是( )
A.a是光密介質(zhì)，b是光疏介質(zhì)
B.光在介質(zhì)a中的速度必須大于在介質(zhì)b中的速度
C.光的入射角必須大于或等于臨界角
D.光的入射角必須小于臨界角
答案 AC
2.如圖5所示，相互平行的平面
7、Ⅰ和Ⅱ?yàn)閮煞N光介質(zhì)的分界面，兩平面外為介質(zhì)1，兩平面間為介質(zhì)2，一單色光以一定的入射角入射到界面Ⅰ上，已知介質(zhì)1和介質(zhì)2對此光的折射率分別為n1和n2，則以下說法正確的有( )
圖5
A.若n1＜n2，此光線可能在界面Ⅱ上發(fā)生全反射
B.若n1＜n2，此光線一定在界面Ⅱ上發(fā)生全反射
C.若n1＞n2，此光線可能在界面Ⅰ上發(fā)生全反射
D.若n1＞n2，此光線一定在界面Ⅰ上發(fā)生全反射
解析 無論n1＞n2，還是n1＜n2，此光線若能射入介質(zhì)2，則在界面Ⅱ上的折射角一定和介質(zhì)Ⅰ中的入射角相等，即不可能發(fā)生全反射，故A、B錯誤；若n1＞n2，此光線在界面Ⅰ是從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，有
8、可能發(fā)生全反射，但不絕對，故C正確，D錯誤。
答案 C
3.光在某種介質(zhì)中的傳播速度是1.5×108 m/s，光從該介質(zhì)射向空氣時( )
A.臨界角是30°
B.大于或等于30°的所有角都是臨界角
C.入射角大于或等于30°時都能發(fā)生全反射
D.臨界角可能是60°
解析 由n＝＝＝2，sin C＝知臨界角C＝30°，所以A、C正確。
答案 AC
4.如圖6所示，是在高山湖泊邊拍攝的一張風(fēng)景照片，湖水清澈見底，近處湖面水下的景物(石塊、砂礫等)都看得很清楚，而遠(yuǎn)處則只看到對岸山峰和天空彩虹的倒影，水面下的景物則根本看不到。下列說法中正確的是( )
圖6
A.遠(yuǎn)處山峰
9、的倒影非常清晰，是因?yàn)樯椒宓墓饩€在水面上發(fā)生了全反射
B.光線由水射入空氣，光的波速變大，波長變小
C.遠(yuǎn)處水面下景物的光線射到水面處，入射角很大，可能發(fā)生了全反射，所以看不見
D.近處水面下景物的光線射到水面處，入射角較小，反射光強(qiáng)而折射光弱，因此有較多的能量射出水面而進(jìn)入人眼睛中
解析 遠(yuǎn)處山峰的倒影非常清晰，是因?yàn)樯椒宓墓饩€在水面上發(fā)生了反射，但不是全反射，因?yàn)槿瓷渲挥泄鈴墓饷芙橘|(zhì)射入光疏介質(zhì)時才可能發(fā)生，故A錯誤；光線由水射入空氣，光的波速變大，頻率不變，由波速公式v＝λf知波長變大，故B錯誤；遠(yuǎn)處水面下景物的光線射到水面處，入射角很大，當(dāng)入射角大于等于全反射臨界角時能發(fā)生全
10、反射，光線不能射出水面，因而看不見，故C正確；近處水面下景物的光線射到水面處，入射角越小，反射光越弱而折射光越強(qiáng)，射出水面而進(jìn)入人眼睛中能量越少，故D錯誤。
答案 C
一、選擇題(在每小題給出的四個備選項(xiàng)中至少有一個是符合題目要求的。)
1.下列說法正確的是( )
A.因?yàn)樗拿芏却笥诰凭拿芏?，所以水是光密介質(zhì)
B.因?yàn)樗恼凵渎市∮诰凭恼凵渎?，所以水對酒精來說是光疏介質(zhì)
C.同一束光，在光密介質(zhì)中的傳播速度較大
D.同一束光，在光密介質(zhì)中的傳播速度較小
解析 因?yàn)樗恼凵渎蕿?.33，酒精的折射率為1.36，所以水對酒精來說是光疏介質(zhì)；由v＝可知，光在光密介質(zhì)中的傳
11、播速度較小。
答案 BD
2.當(dāng)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時( )
A.反射光線的強(qiáng)度隨入射角的增大而減小
B.折射光線的強(qiáng)度隨入射角的增大而減小
C.當(dāng)入射角等于臨界角時，折射光線的強(qiáng)度等于零
D.當(dāng)入射角等于零時，反射光線的強(qiáng)度等于零
解析 反射光的強(qiáng)度隨入射角的增大而增大，折射光的強(qiáng)度隨入射角的增大而減小，當(dāng)入射角等于臨界角時，從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)中的光線恰好發(fā)生全反射，故折射光線的強(qiáng)度等于零。
答案 BC
3.以下哪些現(xiàn)象是由于光的全反射形成的( )
A.在岸上能看見水中的魚
B.夜晚，湖面上映出了岸上的彩燈
C.夏天，海面上出現(xiàn)的海市蜃樓
D.水中的氣泡
12、看起來特別明亮
答案 CD
4.關(guān)于光纖的說法，正確的是( )
A.光纖是由高級金屬制成的，所以它比普通電線容量大
B.光纖是非常細(xì)的特制玻璃絲，但導(dǎo)電性能特別好，所以它比普通電線衰減小
C.光纖是非常細(xì)的特制玻璃絲，由內(nèi)芯和外套兩層組成，光纖是利用全反射原理來實(shí)現(xiàn)光的傳導(dǎo)的
D.在實(shí)際應(yīng)用中，光纖必須呈筆直狀態(tài)，因?yàn)閺澢墓饫w是不能傳導(dǎo)光的
解析 光導(dǎo)纖維的作用是傳導(dǎo)光，它是直徑為幾微米到一百微米之間的特制玻璃絲，且由內(nèi)芯和外套兩層組成，內(nèi)芯的折射率比外套的大。載有聲音、圖象及各種數(shù)字信號的激光傳播時，在內(nèi)芯和外套的界面上發(fā)生全反射，光纖具有容量大、衰減小、抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)。
13、在實(shí)際應(yīng)用中，光纖是可以彎曲的。所以，選項(xiàng)C正確。
答案 C
5.下列選項(xiàng)為光線由空氣進(jìn)入全反射玻璃棱鏡再由棱鏡射入空氣的光路圖。其中可以發(fā)生的是( )
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。
答案 A
6.一束光由空氣射向半圓柱體玻璃磚，O點(diǎn)為該玻璃磚截面的圓心，下圖中能正確描述其光路的是( )
解析 光從空氣進(jìn)入玻璃在分界面上會發(fā)生折射，且折射角小于入射角，故B、D錯誤；光從玻璃進(jìn)入空氣折射角應(yīng)大于入射角，所以C錯誤；若滿足入射角大于臨界角的情況，則會發(fā)生全反射，故A正確。
答案 A
7.潛水員在水深為h的地方向水面觀望
14、時，發(fā)現(xiàn)整個天空及遠(yuǎn)處地面的景物均呈現(xiàn)在水面處的圓形區(qū)域內(nèi)，已知水的臨界角為θ，則所觀察到的圓形區(qū)域的半徑為( )
A.htan θ B.hsin θ
C.h/tan θ D.h/sin θ
解析 如圖所示，最遠(yuǎn)處的景物進(jìn)入眼睛的光線幾乎是緊貼水面，其入射角接近90°，折射角為θ。因此，人看到的景物呈現(xiàn)在人眼上方以O(shè)點(diǎn)為圓心、r為半徑的水面區(qū)域內(nèi)。由圖可知r＝htan θ。
答案 A
8.如圖1所示，一個透明玻璃球的折射率為，一束足夠強(qiáng)的細(xì)光束在過球心的平面內(nèi)，以45°入射角由真空射入玻璃球后，在玻璃球與真空的交界面處發(fā)生多次反射和折射，從各個方向觀察玻璃球，能看到從玻璃球
15、內(nèi)射出的光線的條數(shù)是( )
圖1
A.2 B.3 C.4 D.5
解析 sin C＝＝，
C＝45°；
n＝，
θ＝30°。
光路圖如圖所示，所以共3條光線射出玻璃球。
答案 B
9.如圖2所示，ABCD是兩面平行的透明玻璃磚，AB面和CD面是玻璃和空氣的分界面，分別設(shè)為界面Ⅰ和界面Ⅱ。光線從界面Ⅰ射入玻璃磚，再從界面Ⅱ射出，回到空氣中，如果改變光到達(dá)界面Ⅰ時的入射角，則( )
圖2
A.只要入射角足夠大，光線在界面Ⅰ上可能發(fā)生全反射現(xiàn)象
B.只要入射角足夠大，光線在界面Ⅱ上可能發(fā)生全反射現(xiàn)象
C.不管入射角多大，光線在界面Ⅰ上都不可能發(fā)生
16、全反射現(xiàn)象
D.不管入射角多大，光線在界面Ⅱ上都不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象
解析 在界面Ⅰ光由空氣進(jìn)入玻璃磚，是由光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，不管入射角多大，都不能發(fā)生全反射現(xiàn)象，則選項(xiàng)C正確；在界面Ⅱ光由玻璃進(jìn)入空氣，是由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，但是，由于界面Ⅰ和界面Ⅱ平行，光由界面Ⅰ進(jìn)入玻璃后再到達(dá)界面Ⅱ，在界面Ⅱ上的入射角等于在界面Ⅰ上的折射角，入射角總是小于臨界角，因此也不會發(fā)生全反射現(xiàn)象，選項(xiàng)D正確。
答案 CD
10.如圖3所示，一個三棱鏡的截面為等腰直角△ABC，∠A為直角。此截面所在平面內(nèi)的光線沿平行于BC邊的方向射到AB邊，進(jìn)入棱鏡后直接射到AC邊上，并剛好能發(fā)生全反射。該棱鏡材料
17、的折射率為( )
圖3
A. B.
C. D.
解析 根據(jù)折射率定義有，＝n，剛好在AC面上發(fā)生全反射，則sin β＝，
又i＝45°，α＋β＝90°，解得n＝。
答案 D
二、非選擇題
11.如圖4所示，一段橫截面為正方形的玻璃棒，中間部分彎成四分之一圓弧狀，一細(xì)束單色光由MN端面的中點(diǎn)垂直射入，恰好能在弧面EF上發(fā)生全反射，然后垂直PQ端面射出。
圖4
(1)求該玻璃棒的折射率；
(2)若將入射光向N端平移，當(dāng)?shù)谝淮紊涞交∶鍱F上時__________(填“能”、“不能”或“無法確定能否”)發(fā)生全反射。
解析 (1)因?yàn)橐患?xì)束單色光由MN端
18、面中點(diǎn)垂直射入，
所以到達(dá)弧面EF界面時入射角為45°，又因?yàn)榍『冒l(fā)生全反射，
所以45°為臨界角C，
由sin C＝可知，
該玻璃棒的折射率n＝＝。
(2)如圖所示若將入射光向N端平移，
第一次射到弧面EF上的入射角將增大，
即大于臨界角45°，所以能發(fā)生全反射。
答案 (1) (2)能
12.一足夠大的水池內(nèi)盛有某種透明液體，液體的深度為H，在水池的底部放一點(diǎn)光源S，其中一條光線以30°入射角射到液體與空氣的界面上，它的反射光線與折射光線的夾角為105°，如圖5所示。求：
圖5
(1)液體的折射率；
(2)液體表面亮斑的面積。
解析 (1)由題圖知入射角i＝30°，
折射角r＝45°，n＝＝。
(2)若發(fā)生全反射，入射角C應(yīng)滿足sin C＝，
C＝45°，
亮斑半徑R＝Htan C＝H，
亮斑面積S＝πH2。
答案 (1) (2)πH2
11
浙江省2018-2019版高中物理 第十三章 光 第2課時 全反射學(xué)案 新人教版選修3-4
