高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第3节 光的全反射优秀课堂检测

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第3节 光的全反射

1. 水、水晶、玻璃和二硫化碳的折射率分别为1.33，1.55，1.60和1.63。如果光按下面几种方式传播，可能发生全反射的是              （　　）

A.从水晶射入玻璃  B.从水射入二硫化碳

C.从玻璃射入水中  D.从水射入水晶

2. 某种介质对空气的折射率是，一束光从该介质射向空气，入射角是60°，则下列光路图中正确的是(图中Ⅰ为空气，Ⅱ为介质)(　　)

3.[多选]如图所示，半圆形玻璃砖放在空气中，三条同一颜色、强度相同的光线，均由空气沿半圆半径方向射入玻璃砖，到达玻璃砖的圆心位置．下列说法正确的是(　　)

A.假若三条光线中只有一条在O点发生了全反射，那一定是aO光线

B.假若光线bO能发生全反射，那么光线cO一定能发生全反射

C.假若光线bO能发生全反射，那么光线aO一定能发生全反射

D.假若光线aO恰能发生全反射，那么光线bO的反射光线比光线cO的反射光线的亮度大

4. [多选]如图所示，ABCD是两面平行的透明玻璃砖，AB面和CD面是玻璃和空气的分界面，分别设为界面Ⅰ和界面Ⅱ.光线从界面Ⅰ射入玻璃砖，再从界面Ⅱ射出，回到空气中，如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角，则(　　)

A.只要入射角足够大，光线在界面Ⅰ上可能发生全反射现象

B.只要入射角足够大，光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象

C.不管入射角多大，光线在界面Ⅰ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Ⅱ上都不可能发生全反射现象

5．下图为一块建筑用幕墙玻璃的剖面图，在其上建立直角坐标系xOy，设该玻璃的折射率沿y轴正方向均匀发生变化．现有一单色光a从原点O以某一入射角θ由空气射入该玻璃内部，且单色光a在该玻璃内部的传播路径如图中实线所示．则玻璃的折射率沿y轴正方向发生变化的情况是(　　)

A.折射率沿y轴正方向均匀减小

B.折射率沿y轴正方向均匀增大

C.折射率沿y轴正方向先均匀减小后均匀增大

D.折射率沿y轴正方向先均匀增大后均匀减小

6．如图甲所示是由透明材料制成的半圆柱体，一束细光束由真空沿着径向与成角射入，对射出的折射光线的强度随角的变化进行记录，得到的关系如图乙所示。图丙是这种材料制成的透明体，左侧是半径为R的半圆，右侧是长为8R、高为的长方体，一束单色光从左侧A'点沿半径方向与长边成37°角射入透明体。已知光在真空中的传播速度为c，sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列说法正确的是（　　）

A．该透明材料的临界角为37° 

B．该透明材料的折射率为1.5

C．光在透明体中传播的路程为10R 

D．光在透明体中传播的时间为

7．半径为R的半圆柱形介质截面如图所示，O为圆心，AB为直径，Q是半圆O上的一点，QO垂直于AB。相互平行的同种单色光a和b从不同位置进入介质，光线a沿直线射向O点，在O点恰好发生全反射，光线b从Q点射入介质，入射角为45°，b光经介质折射后交于直径AB上的P点，则P点距O点的距离为（　　）

A．     B．

C．     D．

8.如图所示，光线从空气垂直射入棱镜界面的BC边上，棱镜的折射率n=。请作相应光路图，并求这条光线离开棱镜时与界面的夹角。

9.打磨如图所示的宝石某剖面时，必须将OP边、OQ边与轴线的夹角θ切磨在θ1<θ<θ2的范围内，才能使从MN边垂直入射的光线在OP边和OQ边都发生全反射（仅考虑如图所示的光线第一次射到OP边并反射到OQ边后射向MN边的情况）。请根据θ角度的各个范围，分析对应出射光线的各种可能。

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第3节 光的全反射

参考答案

1.C   2.D   3.ACD   4.CD   5. A   6．D  7.A

8. 解：光线垂直BC边由空气射入棱镜中，在AB面上的入射角θ1为60°。因为棱镜的折射率为n=，则光线从棱镜射入空气中的临界角sin ic==得ic=45°，θ1>45°。所以光线在AB面上发生全反射，根据反射定律，以及几何关系可得光线入射到AC面上时的入射角为30°。此时入射角小于临界角，所以光线会从AC边射出，同时存在反射光线。由折射定律n=得sin γ=nsin i=·sin 30°=，解得γ =45°，即折射光线与AC界面的夹角为45°。

由几何知识得，AC面上的反射光线与AB面垂直，故反射光线射出棱镜时，与AB界面的夹角为90°。

9. 解：从MN边垂直入射，由几何关系可知光线射到OP边上时的入射角i=θ，根据题意可知，θ在θ1<θ<θ2的范围内，才能使从MN边垂直入射的光线在OP边和OQ边都发生全反射，说明临界角ic的范围为θ2<ic<-θ1。

如图所示。

当θ>θ2时，入射角i=θ2<ic，光在OP面上发生折射，即会从OP边射出。若θ=θ1时，光在OP边发生全反射，照射到OQ边刚好发生全反射，此时在OQ边上入射角为3θ1=ic，若θ<θ1，此时在OQ边上入射角3θ<ic，光会从OQ边射出。