人教版高中物理选修一 第4章 第2节 全反射(word版含答案)
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理选修一 第4章 第2节 全反射(word版含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 423.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-09 22:01:32 | ||
图片预览
文档简介
人教版高中物理选修一 第4章 第2节 全反射
一、单项选择题（共8小题；）
1. 图为埃舍尔名画【三界】，我们总是像画中一样看到远处树木的倒影，近处水中的鱼，这说明
A. 远处水中没有鱼
B. 树木倒影是树木发出的光先进入水中然后再通过水的折射进入人的眼中
C. 近处的鱼发出的光经过水面时透射光的能量较少
D. 远处的鱼发出的光入射角大容易发生全反射，所以看不到
2. 如图所示，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖， 点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路的是
A. B.
C. D.
3. 一束复色光由空气斜射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光 、 。已知 光的频率小于 光的频率，下列光路图正确的是
A. B.
C. D.
4. 如图所示，一束激光照射在横截面为正方形的透明玻璃柱上，光线与横截面平行，则透过玻璃柱的光线可能是图中的
A. ① B. ② C. ③ D. ④
5. 如图所示，光线由空气射入半圆形玻璃砖，或由玻璃砖射入空气的光路图中，正确的是（玻璃的折射率为 ）
A. 图乙、丁 B. 图甲、丁 C. 图乙、丙 D. 图甲、丙
6. 回归反光膜是由高折射率透明陶瓷圆珠、高强度黏合剂等组成的复合型薄膜材料。在夜间，它能使各种角度车灯射出的光线逆向返回，使标志牌上的字特别醒目。一束平行光（宽度远大于陶瓷圆珠直径和圆珠间距）沿垂直基板方向照射到圆珠上，为使折射入陶瓷圆珠的光能发生全反射，则制作陶瓷圆珠材料的折射率 至少为
A. B. C. D.
7. 如图所示，一束光与某材料表面成 角入射，每次反射的光能量为入射光能量的 倍（）。若这束光最终进入材料的能量为入射光能量的 倍，则该材料折射率至少为
A. B. C. D.
8. 如图，一半径为 的玻璃半球，折射率为 ，现有一束均匀的平行光垂直入射到整个半球的底面上，进入玻璃半球的光线中，不可能直接从半球面出射的光线所占百分比为
A. B. C. D.
二、双项选择题（共2小题；）
9. 对于光由空气射入水中的情况，下面说法中正确的是
A. 光的传播方向一定改变
B. 折射角的正弦值一定大于入射角的正弦值
C. 光速一定变化
D. 这束光一定不会发生全反射
10. 在平静无风的沙漠上，有时眼前会突然耸立起亭台楼阁、城墙古堡，或者其他物体的幻影，虚无漂渺，变幻莫测，宛如仙境，这就是沙漠中的“海市蜃楼”现象，如图所示。下列说法正确的是
A. 沙漠中“海市蜃楼”现象的形成是由于光发生了全反射
B. 沙漠中“海市蜃楼”现象的形成是由于光发生了干涉
C. 沙漠上方的空气折射率从下到上逐渐增大
D. 沙漠上方的空气折射率从下到上逐渐减小
三、多项选择题（共2小题；）
11. 下述现象哪些是由于全反射造成的 .
A. 水中的气泡，在阳光照耀下格外明亮
B. 沙漠中的蜃景
C. 用光导纤维传输图象信号
D. 插在水中的筷子看起来向上折了
12. 年，前香港中文大学校长高锟提出：光通过直径仅几微米的玻璃纤维就可以用来传输大量信息。根据这一理论制造的光导纤维成为电话和互联网等现代通信网络运行的基石，高锟因此荣获了 年诺贝尔物理学奖。下列关于“光纤”及其原理的说法中正确的是
A. 光纤通信利用了光的全反射原理
B. 光纤通信具有传输容量大、衰减小、抗干扰性强等优点
C. 实用光导纤维由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
D. 当今，在信号传输领域，光纤电缆（光缆）已经几乎完全取代了传统的铜质“电缆”，成为传播信息的主要工具，是互联网的骨架，并已连接到普通社区
四、解答题（共2小题；）
13. 半径为 的半圆柱体玻璃砖，截面如图所示， 为圆心，已知玻璃的折射率为 。一束光以与 边成 角的方向射向半圆柱体玻璃砖，求能从 射出的光束的宽度。
14. 某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示。已知 ，。求：
（1）此玻璃的折射率 ；
（2）光在玻璃中的传播速度 。
答案
1. D
【解析】远处的鱼发出的光入射角较大，当入射角大于等于全反射临界角时能发生全反射，光线不能射出水面，所以看不到，故D正确，A错误；
树木倒影是树木发出的光在水面发生反射后，反射光进入人的眼中，故B错误；
近处的鱼发出的光的光线到水面处，入射角越小，反射光越弱而折射光越强，所以近处的鱼发出的光经过水面时透射光的能量较多，故C错误；
故选D。
2. A
【解析】光只有从光密介质射向光疏介质且入射角大于全反射临界角时才会发生全反射现象，而玻璃相对于空气是光密介质，故B项错；
由折射定律可知，光由空气射入玻璃，入射角大于折射角，D项错；
由光路可逆原理可知，光由玻璃射入空气，入射角小于折射角，C项错，故A项对。
3. D
【解析】光线经平行玻璃砖两次折射后，根据折射定律可得出射光线与入射光线平行，由于 光的频率小于 光的频率，则玻璃砖对 光的折射率小于对 光的折射率，当从空气射入的入射角相同时，由折射定律分析得知 光的折射角大于 光的折射角，在玻璃砖内部， 光在 光右侧，故选D。
4. C
【解析】激光通过玻璃柱的光路图如图所示，经过两次折射，从玻璃柱折射出来的光线与入射光平行，但向右侧偏移一段距离，故C正确。
5. A
6. B
【解析】考虑临界情况，光路如图所示，
设折射角为 ，
则有 ，
由几何关系可得 ，
解得 ，
故选B。
7. A
【解析】根据题意光束最终要进入材料，说明光在材料表面既发生反射又发生折射，且两次反射的入射角均为 ，
若临界角等于 ，则发生全反射：
解得：，
若临界角小于 ，即可发生折射，即：，
根据选项可知 ，故A正确，BCD错误。
8. B
【解析】如图，假设从 点入射的光在半球面的 点刚好发生全反射，则从以 为圆心、 长为半径的圆范围外射入的光线不能直接从半球面射出，，，所以能直接从半球面射出的光线占比为 ，则不能直接从半球面射出的光线所占百分比为 ，故选B。
9. C， D
10. A， C
【解析】由于太阳光照射到沙漠上时，越靠近地面的空气温度越高，折射率越小，结果远处物体发出的光线从光密介质射入光疏介质，当入射角大于临界角时就发生了全反射现象，故正确选项为A、C。
11. A， B， C
12. A， B， D
【解析】光纤通信利用了光的全反射原理，A正确；
光纤通信具有传输容量大、衰减小、抗干扰性强等优点，B正确；
光发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于等于临界角，所以内芯的折射率大于外套的折射率，光传播时在内芯和外套的界面上发生全反射，故C错误；
在信号传输领域，光纤电缆（光缆）已经几乎完全取代了传统的铜质“电缆”，成为传播信息的主要工具，是互联网的骨架，并已连接到普通社区，D正确。
13.
【解析】玻璃的折射率为 ，故光由玻璃射向空气时发生全反射的临界角 。如图所示，进入玻璃中的光线①沿半径方向直达圆心 ，且入射角等于临界角，恰好在 点发生全反射。光线①左侧的光线（如光线②）发生折射后，射在 上发生全反射，不能从 面射出。光线①右侧的光线发生折射后，射到 上的入射角均小于临界角，能从 面上射出。最右边射向玻璃砖的光线③与玻璃砖相切，入射角 ，由折射定律知 ，则 ，故光线③射入玻璃砖后将垂直 从 面上的 点射出。所以在 面上射出的光束宽度 。
14. （1）
【解析】玻璃的折射率
（2）
【解析】光在玻璃中的传播速度 。
第1页（共1 页）
一、单项选择题（共8小题；）
1. 图为埃舍尔名画【三界】，我们总是像画中一样看到远处树木的倒影，近处水中的鱼，这说明
A. 远处水中没有鱼
B. 树木倒影是树木发出的光先进入水中然后再通过水的折射进入人的眼中
C. 近处的鱼发出的光经过水面时透射光的能量较少
D. 远处的鱼发出的光入射角大容易发生全反射，所以看不到
2. 如图所示，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖， 点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路的是
A. B.
C. D.
3. 一束复色光由空气斜射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光 、 。已知 光的频率小于 光的频率，下列光路图正确的是
A. B.
C. D.
4. 如图所示，一束激光照射在横截面为正方形的透明玻璃柱上，光线与横截面平行，则透过玻璃柱的光线可能是图中的
A. ① B. ② C. ③ D. ④
5. 如图所示，光线由空气射入半圆形玻璃砖，或由玻璃砖射入空气的光路图中，正确的是（玻璃的折射率为 ）
A. 图乙、丁 B. 图甲、丁 C. 图乙、丙 D. 图甲、丙
6. 回归反光膜是由高折射率透明陶瓷圆珠、高强度黏合剂等组成的复合型薄膜材料。在夜间，它能使各种角度车灯射出的光线逆向返回，使标志牌上的字特别醒目。一束平行光（宽度远大于陶瓷圆珠直径和圆珠间距）沿垂直基板方向照射到圆珠上，为使折射入陶瓷圆珠的光能发生全反射，则制作陶瓷圆珠材料的折射率 至少为
A. B. C. D.
7. 如图所示，一束光与某材料表面成 角入射，每次反射的光能量为入射光能量的 倍（）。若这束光最终进入材料的能量为入射光能量的 倍，则该材料折射率至少为
A. B. C. D.
8. 如图，一半径为 的玻璃半球，折射率为 ，现有一束均匀的平行光垂直入射到整个半球的底面上，进入玻璃半球的光线中，不可能直接从半球面出射的光线所占百分比为
A. B. C. D.
二、双项选择题（共2小题；）
9. 对于光由空气射入水中的情况，下面说法中正确的是
A. 光的传播方向一定改变
B. 折射角的正弦值一定大于入射角的正弦值
C. 光速一定变化
D. 这束光一定不会发生全反射
10. 在平静无风的沙漠上，有时眼前会突然耸立起亭台楼阁、城墙古堡，或者其他物体的幻影，虚无漂渺，变幻莫测，宛如仙境，这就是沙漠中的“海市蜃楼”现象，如图所示。下列说法正确的是
A. 沙漠中“海市蜃楼”现象的形成是由于光发生了全反射
B. 沙漠中“海市蜃楼”现象的形成是由于光发生了干涉
C. 沙漠上方的空气折射率从下到上逐渐增大
D. 沙漠上方的空气折射率从下到上逐渐减小
三、多项选择题（共2小题；）
11. 下述现象哪些是由于全反射造成的 .
A. 水中的气泡，在阳光照耀下格外明亮
B. 沙漠中的蜃景
C. 用光导纤维传输图象信号
D. 插在水中的筷子看起来向上折了
12. 年，前香港中文大学校长高锟提出：光通过直径仅几微米的玻璃纤维就可以用来传输大量信息。根据这一理论制造的光导纤维成为电话和互联网等现代通信网络运行的基石，高锟因此荣获了 年诺贝尔物理学奖。下列关于“光纤”及其原理的说法中正确的是
A. 光纤通信利用了光的全反射原理
B. 光纤通信具有传输容量大、衰减小、抗干扰性强等优点
C. 实用光导纤维由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
D. 当今，在信号传输领域，光纤电缆（光缆）已经几乎完全取代了传统的铜质“电缆”，成为传播信息的主要工具，是互联网的骨架，并已连接到普通社区
四、解答题（共2小题；）
13. 半径为 的半圆柱体玻璃砖，截面如图所示， 为圆心，已知玻璃的折射率为 。一束光以与 边成 角的方向射向半圆柱体玻璃砖，求能从 射出的光束的宽度。
14. 某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示。已知 ，。求：
（1）此玻璃的折射率 ；
（2）光在玻璃中的传播速度 。
答案
1. D
【解析】远处的鱼发出的光入射角较大，当入射角大于等于全反射临界角时能发生全反射，光线不能射出水面，所以看不到，故D正确，A错误；
树木倒影是树木发出的光在水面发生反射后，反射光进入人的眼中，故B错误；
近处的鱼发出的光的光线到水面处，入射角越小，反射光越弱而折射光越强，所以近处的鱼发出的光经过水面时透射光的能量较多，故C错误；
故选D。
2. A
【解析】光只有从光密介质射向光疏介质且入射角大于全反射临界角时才会发生全反射现象，而玻璃相对于空气是光密介质，故B项错；
由折射定律可知，光由空气射入玻璃，入射角大于折射角，D项错；
由光路可逆原理可知，光由玻璃射入空气，入射角小于折射角，C项错，故A项对。
3. D
【解析】光线经平行玻璃砖两次折射后，根据折射定律可得出射光线与入射光线平行，由于 光的频率小于 光的频率，则玻璃砖对 光的折射率小于对 光的折射率，当从空气射入的入射角相同时，由折射定律分析得知 光的折射角大于 光的折射角，在玻璃砖内部， 光在 光右侧，故选D。
4. C
【解析】激光通过玻璃柱的光路图如图所示，经过两次折射，从玻璃柱折射出来的光线与入射光平行，但向右侧偏移一段距离，故C正确。
5. A
6. B
【解析】考虑临界情况，光路如图所示，
设折射角为 ，
则有 ，
由几何关系可得 ，
解得 ，
故选B。
7. A
【解析】根据题意光束最终要进入材料，说明光在材料表面既发生反射又发生折射，且两次反射的入射角均为 ，
若临界角等于 ，则发生全反射：
解得：，
若临界角小于 ，即可发生折射，即：，
根据选项可知 ，故A正确，BCD错误。
8. B
【解析】如图，假设从 点入射的光在半球面的 点刚好发生全反射，则从以 为圆心、 长为半径的圆范围外射入的光线不能直接从半球面射出，，，所以能直接从半球面射出的光线占比为 ，则不能直接从半球面射出的光线所占百分比为 ，故选B。
9. C， D
10. A， C
【解析】由于太阳光照射到沙漠上时，越靠近地面的空气温度越高，折射率越小，结果远处物体发出的光线从光密介质射入光疏介质，当入射角大于临界角时就发生了全反射现象，故正确选项为A、C。
11. A， B， C
12. A， B， D
【解析】光纤通信利用了光的全反射原理，A正确；
光纤通信具有传输容量大、衰减小、抗干扰性强等优点，B正确；
光发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于等于临界角，所以内芯的折射率大于外套的折射率，光传播时在内芯和外套的界面上发生全反射，故C错误；
在信号传输领域，光纤电缆（光缆）已经几乎完全取代了传统的铜质“电缆”，成为传播信息的主要工具，是互联网的骨架，并已连接到普通社区，D正确。
13.
【解析】玻璃的折射率为 ，故光由玻璃射向空气时发生全反射的临界角 。如图所示，进入玻璃中的光线①沿半径方向直达圆心 ，且入射角等于临界角，恰好在 点发生全反射。光线①左侧的光线（如光线②）发生折射后，射在 上发生全反射，不能从 面射出。光线①右侧的光线发生折射后，射到 上的入射角均小于临界角，能从 面上射出。最右边射向玻璃砖的光线③与玻璃砖相切，入射角 ，由折射定律知 ，则 ，故光线③射入玻璃砖后将垂直 从 面上的 点射出。所以在 面上射出的光束宽度 。
14. （1）
【解析】玻璃的折射率
（2）
【解析】光在玻璃中的传播速度 。
第1页（共1 页）