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 B C D3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30，E、F分别为边AB、BC的中点，则()A该棱镜的折射率为B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B此单色光在该介质中的传播速度等于csin 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倍7如图所示，直角玻璃棱镜中A70，入射光线垂直于AC面，求光线从棱镜第一次射入空气时的折射角，并作光路图。已知玻璃的折射率为。8一玻璃立方体中心有一点状光源。今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体。已知该玻璃的折射率为，求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值。参考答案1. 答案：A解析：光由空气进入玻璃，入射角为0时，折射光线不改变方向，光由玻璃射向棱镜的斜边玻璃与空气界面时，发生全反射现象，光线在直角边射出时不改变方向。2. 答案：A解析：如图所示，根据折射率定义有，sin1nsin2，nsin31，已知145，2390，解得n。3. 答案：CD解析：在界面，光线由光疏介质进入光密介质，不可能发生全反射，据光路可逆知，从界面出射的光线出射角与从界面入射的光线入射角相同，所以在界面也不可能发生全反射。4. 答案：D解析：由全反射的原理，光必须从折射率大的射向折射率小的介质中才能发生全反射，所以是包层的折射率小，故选项D正确。5. 答案：AC解析：在E点作出法线可知入射角为60，折射角为30，折射率为，A对；由光路的可逆性可知，在BC边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，B错；由公式，可知C对；三棱镜两次折射使得光线都向底边偏折，不会与入射到E点的光束平行，故D错。6. 答案：ABC解析：由临界角的计算式sin C得 n，选项A正确；将n代入sin C得sin C，故vcsin C，选项B正确；设该单色光的频率为f，在真空中的波长为0，在介质中的波长为，由波长、频率、光速的关系得c0f，vf，故sin C，0sin C，选项C正确；该单色光由真空传入介质时，频率不发生变化，选项D错误。7. 答案：第一次射入空气时的折射角为45，光路图见解析图。解析：光从玻璃射入空气的临界角为45。作光路图如图所示。第一次射到AB面上时，入射角170，发生全反射；再射到BC面上，这时入射角250，大于临界角，发生全反射；再射到AB面上时，入射角330，发生折射，根据，可知折射角445。8. 答案：解析：如图，考虑从玻璃立方体中心O点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃立方体上表面发生折射。根据折射定律有nsin =sin 式中，n是玻璃的折射率，入射角等于，是折射角。现假设A点是上表面面积最小的不透明薄膜边缘上的一点。由题意，在A点刚好发生全反射，故A设线段OA在立方体上表面的投影长为RA，由几何关系有式中a为玻璃立方体的边长。由式得由题给数据得由题意，上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是半径为RA的圆。所求的镀膜面积S与玻璃立方体的表面积S之比为由式得