高中物理选择性必修第一册课后习题第4章 光及其应用 分层作业23 光的全反射.docVIP

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第四章分层作业23光的全反射

A级必备知识基础练

1.(多选)当光从光密介质射向光疏介质时,下列说法正确的是()

A.反射光线的强度随入射角的增大而减小

B.折射光线的强度随入射角的增大而减小

C.当入射角等于临界角时,折射光线的强度等于零

D.当入射角等于零时,反射光线的强度等于零

2.下列选项为光线由空气进入全反射玻璃棱镜再由棱镜射入空气的光路图,可以发生的是()

3.将透明塑料圆盒装一半水,形成半圆形水柱,水中加少量色素,利用丁达尔效应,可观察到液体中的光路。用激光沿半径方向射到半圆水柱的圆心,并从水面射到空气中。增大入射角θ,当折射光刚好在水面上方消失时,可读出此时的入射角θ即为全反射临界角。若在操作时,水略微超过了圆盒容积的一半,激光仍对准圆心入射,则临界角的测量值会()

A.偏大 B.不变

C.偏小 D.无法确定

4.下列说法正确的是()

A.在光的折射现象中,光路是不可逆的

B.水中的气泡看上去特别亮,是因为全反射现象

C.光在任何介质中的传播速度相同

D.光在同种介质中一定沿直线传播

5.如图所示,用激光笔从A点照射半圆形玻璃砖的圆心O点,发现有OB、OC两条细光束。当入射光束AO绕O点顺时针转动小角度θ,OB、OC也会随之转动。则()

A.光束OB顺时针转动的角度等于θ

B.光束OC逆时针转动的角度小于θ

C.光束OB逐渐变亮

D.光束OC逐渐变亮

6.(多选)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()

A.该棱镜的折射率为3

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

B级关键能力提升练

7.如图所示,一束光由空气射向水,入射角为53°,折射角为37°。光在真空中的传播速度为3×108m/s,sin37°=0.6,sin53°=0.8,求:

(1)水的折射率n;

(2)光在水中传播的速度;

(3)光从水中射入空气的临界角的正弦值。

8.用玻璃做成的一块棱镜的截面图如图所示,其中ABCD是矩形,OCD是半径为R的四分之一圆弧,圆心为O。一条光线从AB面上的某点入射,入射角θ1=45°,它进入棱镜后恰好以临界角射在BC面上的O点,光路图如图所示,已知光在空气中的传播速度c=3.0×108m/s,求:(结果可用根号表示)

(1)该棱镜的折射率n;

(2)光线在该棱镜中传播的速度大小v。

9.某城市中心花园建设了一个人工湖,湖的形状像一个正立的碗,截面为半圆形,如图所示,半径R=9m,在湖底A处放一单色LED灯,将湖内注满水。已知水对该单色光的折射率n=43,光在真空中的传播速度c=3.0×108

(1)求从LED灯发出的单色光射出水面所需的最短时间t;

(2)若LED灯能移动,要使在湖的周围和上方均能看到LED灯发出的光,求LED灯所处位置距水面的最小距离。

10.打磨成多面体的钻石能闪闪发光,是射到钻石背面的光全部被反射回来的缘故。“玻璃钻石”的横截面如图所示,该“玻璃钻石”左右对称,折射率n=2,OA边和OD边与轴线的夹角均为θ。一束光从BC边垂直入射,已知cos75°=0.26。

(1)若θ=75°,求这束光在OA边折射时折射角的正弦值;

(2)若θ=50°,通过计算判断这束光经OA边第一次反射,到达OD边时能否发生全反射。

11.(江苏南京高二期中)如图所示,一个半径为r的圆木板静止在某种液体的表面,在圆木板圆心O的正下方H=3r处有一点光源S,已知液体的折射率n=2,求:

(1)沿圆木板边缘出射的折射光线的折射角;

(2)将点光源S竖直向上移动多少距离后,水面上方恰好看不到S发出的光。

答案：

1.BC解析当光从光密介质射向光疏介质时,反射光线的强度随入射角的增大而增大,折射光线的强度随入射角的增大而减小,当入射角等于临界角时,光线恰好发生全反射,折射光线的强度等于零,B、C正确,A、D错误。

2.A解析光垂直等腰直角三角形的某直角边射入玻璃棱镜时,在斜边发生全反射,故A正确。

3.B解析根据题意,作出光路图如图所示,入射光线的方向不变,由图可得,发生全反射的临界角相等,即临界角的测量值不变,故选项B正确。

4.B解析在光的折射现象中,光路是可逆的,A错误;水中的气泡看上去特别光亮,是光从水射向气泡时发生了全反射造成的,B正确;光在不同介质中的传播速度不同,C错误;光在同种均匀介质中一定沿直线传播,D错误。

5.D解析由图可知,OB为折射光线,光从光密介质到光疏介质,入射角小于折射角,当入射光束AO绕O点顺时针转动时,折射光