2 全反射公开课教案教学设计课件资料.docx

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1、2全反射课时训练基础巩固练题组1全反射现象的理解和计算1关于全反射,下列说法中正确的是（D）,发生全反射时,仍有折射光线，只是折射光线非常弱，因此可以认为不存在折射光线而只有反射光线B.光线从光密介质射向光疏介质时,一定会发生全反射现象C.光从光疏介质射向光密介质时,也可能发生全反射现象D.水或玻璃中的气泡看起来特别亮,就是因为光从水或玻璃射向气泡时,在界面发生全反射解析:发生全反射时,所有光线全部反射,没有折射光线,A错误;光线从光密介质射向光疏介质，并且入射角大于临界角时,才会发生全反射现象,B错误;光从光疏介质射向光密介质时,入射角大于折射角，不可能发生全反射现象,C错误;水或玻璃中的气

2、泡看起来特别亮,就是因为光从水或玻璃射向气泡时,在界面发生全反射,使反射的光线特别强,从而看起来特别明亮,D正确。2 .光在某种介质中传播的速度为1.5108ms,光从此介质射向空气并发生全反射时的临界角是（B）.150B.30oC.45oD.60解析:根据折射定律,得介质的折射率n2,光从此介质射向空气并V正好发生全反射,则有sincA解得030。，故选项B正确。n3 .（多选）一束光线由空气射向折射率为2的某种介质，下列说法正确的是（BCD）A.当入射角大于45时,一定发生全反射B.无论入射角是多大,都不能发生全反射C.无论入射角是多大,折射角都不会超过45D.欲使折射角等于30。，入射角

3、应为45解析：因为光从空气射入玻璃是从光疏介质进入光密介质，所以不会发生全反射，故A错误，B正确；当入射角最大时，根据折射定律联曾知，折射角也最大，而最大的入射角为90。，则由n二包等得sin2sin22=45o,所以最大的折射角为45,故C正确；当折射角02=30。时,由折射定律n二曾二,得入射角0尸45,故D正确。4. （2023宁波期末）如图所示,一束细白光从半圆形玻璃砖顶点垂直于PQ向圆心0射去。保持入射光不变让玻璃砖绕圆心逆时针缓慢转动，当转过角时，恰好没有任何光线从PQ边射出。由此可以判定（A）.红光的临界角是B.红光的临界角是C.紫光的临界角是D,紫光的临界角是与解析:当转过角时

4、,可以知道光线在PQ界面上的入射角为0因为紫光的折射率最大,红光的折射率最小,根据sinC号,由此可知紫光的临界角最小,最先消失的是紫光,最后消失的是红光,所以可以知道红光的临界角为故A正确,B、C、D错误。5. （2023金华考试）用激光笔照射光具盘上的半圆形玻璃砖,观察到的现象如图所示。以下说法正确的是（C）.光线a是入射光线B.玻璃砖的折射率n=-C.顺时针转动玻璃砖时,光线b也顺时针方向转D.逆时针转动玻璃砖时,光线a逐渐减弱最后消失解析：由图可知,c是入射光线,b是反射光线,a是折射光线,故A错误;玻璃砖的折射率n=2-,故B错误;顺时针转动玻璃砖时,入射角r增大,故反射角也增大,光

5、线b顺时针方向转,故C正确;逆时针转动玻璃砖时，入射角r减小，故折射角也减小，不可能发生全反射,光线a不会消失,故D错误。题组2全反射现象的应用6.（多选）华裔科学家高馄被誉为“光纤之父”，他获得2009年诺贝尔物理学奖。光纤通信中信号传播的主要载体是光导纤维,它的结构如图所示,其纤芯和包层材料不同,光在纤芯中传播。下列关于光导纤维的说法正确的是（AD）.纤芯的折射率比包层的大,光传播时在纤芯与包层的界面上发生全反射B.纤芯的折射率比包层的小,光传播时在纤芯与包层的界面上发生全反射C.波长越短的光在光纤中传播的速度越大D.频率越低的光在光纤中传播的速度越大解析:光发生全反射的必要条件之一是光必

6、须从光密介质（折射率较大的介质）射向光疏介质（折射率较小的介质），所以纤芯的折射率比包层的大,光传播时在纤芯与包层的界面上发生全反射，故A正确,B错误;光频率越低（即波长越长），介质对其的折射率n越小;光频率越高（即波长越短），介质对其的折射率n越大。根据V，可知波长越n短的光在光纤中传播的速度越小,频率越低的光在光纤中传播的速度越大,故C错误,D正确。7.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。夜间行车时,它能把各种角度车灯射出的光逆向返回，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

7、光能发生全发射,则制作陶瓷圆珠材料的折射率n至少为（B）I陶瓷可珠黏合剂底膜4m基板TBCTD.3解析:考虑临界情况，设折射角为C,则有sinC=I由几何关系知2C=90,解得n=I8 .宝石切工是衡量宝石价值的重要指标之一,优秀的切割工艺可以让宝石璀璨夺目。若将某宝石的剖面简化如图所示（关于虚线左右对称）,一束激光垂直MN面入射,恰好分别在PO面和QO面发生全反射后垂直MN面射出由此可知该宝石对该激光的折射率为（A）.2B.3C.1D.2解析:要求激光分别在PO面、QO面发生全反射后垂直MN面射出所以光路应具有对称性,从而得到光线在PO面发生全发射后光线水平。由几何关系可得PO面的入射角为4

8、5,因此-i-=-4-=2,故A正确。9 .（2023宁波期中）一玻璃破横截面如图所示,其中ABC为直角三角形（AC边未画出），AB为直角边，NABC=45。，ADC为一圆弧,其圆心在BC边的中点。此玻璃的折射率为1.5。P为一贴近玻璃砖放置的、与AB边垂直的光屏。若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入玻璃砖,则（D）.从BC边折射出一束宽度比BC边长度小的平行光B.从BC边折射出一束宽度比BC边长度大的平行光C.屏上有一亮区,其宽度等于AC边的长度D.屏上有一亮区,其宽度小于AB边的长度解析:根据临界角公式sinC可知sin俘所以C45o,则光在BC边上发生全反射,故A、B错误;

9、光经BC边全反射后垂直未画出的AC边由ADC进入空气,折射角大于入射角，故所有从曲面ADC射出的光线都向ADC的中央方向偏折,如图所示。屏上亮区宽度小于AC边长度,又AB边与AC边长度相等,故C错误,D正确。B:二_穗嬲季;鼠10.如图所示，正方体透明玻璃砖,从底部挖去一部分,挖去部分恰好是以底边为直径的半圆柱。平行单色光垂直于玻璃砖上表面射入,半圆柱面上有光线射出的部分为其表面积的I，不计光线在玻璃砖中的多次反射,则该单色光在玻璃砖中的折射率为（A）AaB.2C.3D.经33解析:设恰好发生全反射时的临界角为C,有光线射出的部分圆柱面的面积S=2CR1=fR1,得CwJ1,贝J白心雪，故A正

10、确。OOI1wO能力提升练11.如图,等腰三角形ABC为真空中竖直面内的棱镜横截面,其底边BC水平，NB=30,AB=1,P为过C点的竖直光屏。一束平行于BC边的光线射到AB边上D点,然后从AC边上F点（图中未画出）射出后在屏上产生光点。已知棱镜的折射率n=3,真空中的光速为c,BC边只考虑一次反射,下列说法错误的是（C）.无论BD等于多少,在玻璃中光传播时间相同B.无论BD等于多少,从AC边射出的光彼此平行C.当BD时,从AC边射出的点到C点距离为D.当BD时,光线射到PC的时间为用33c解析:光路如图所示。在D点,根据折射定律可得折射角为30,在E点,入射角为60。，在F点,入射角为30,

11、则根据光路可逆,其折射角为60,因此光线从AC边出射时方向与BC平行。所以根据几何关系,有DE=BD,FE=D,所以光在棱镜中的光程为B,即无论BD等于多少,在玻璃中光传播的路程不变,则时间也相同,A、B说法正确,不符合题意；当BDw1时,则CF=EF=AD=AB-BD=I1C说法错误,符合题意；当BDq1时,F到光屏的距离为d=CFcos30o*1,光线射到PC的时间为t=-+M+-,3-3CD说法正确,不符合题意。12.(2023嘉兴二模)导光管采光系统是一套采集天然光,并经管道传输到室内的采光系统,如图为该装置中心轴线的截面。上面部分是收集阳光的半径为R的某种均匀透明材料的半球形采光球,

12、0为球心,下面部分是内侧涂有反光涂层的导光管,MN为两部分的分界面,M、N为球面两点。若一束平行MN且与MN相距h的细光束从空气入射到采光球表面时,经折射绿光恰好照射到N点。贝U(B)A.绿光在采光球中的传播速度为B.红光一定能从N点上方射出C.紫光有可能直接折射经过O点D.要使光束在导光管中发生全反射,涂层折射率应小于管壁折射率解析:绿光在采光球中的光路,如图所示。根据几何关系sin二段a=2,折射率n=3,绿光在采光球R2sn中的传播速度为v=,故A错误;红光折射率比绿光小,红光一定n3能从N点上方射出，故B正确;紫光不可能直接折射经过O点,如果经过的话,折射角为0。，故C错误;光由光密介

13、质到光疏介质可能发生全反射,则涂层折射率应大于管壁折射率,故D错误。13 .光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成,一段长为1的光导纤维,其侧截面如图所示,一复色光以入射角0。从轴心射入光导纤维后分为a、b两束单色光,两单色光在内芯和外套界面多次全反射后从光导纤维另一端射出，已知内芯材料对a光的折射率为n,真空中的光速为c。下列说法正确的是（D）.内芯材料对b光的折射率小于nB.在内芯中a光传播速度比b光小C.若a光恰好发生全反射,则a光在这段光纤中的传播时间为t=D.当sinO。逐渐增大到时,开始有光从纤维侧壁射出解析:设折射角为,根据n二小”,由于a光的折射角大于b光的折射sn角，因此内芯

14、材料对b光的折射率大于对a光的折射率n,A错误;根据n=,由于内芯对a光的折射率小于对b光的折射率，因此在内芯中Va光传播速度比b光大,B错误;若a光恰好发生全反射,在内芯和外套界面有sinC二工,则在这段光纤中的传播时间为t=2,C错误;n-cn光线a的临界角为C,如图，则SinC,随着入射角。逐渐增大,光线a与边界间的夹角逐渐减小,n恰好达到临界角时，根据几何关系C+Q4，而n二也如，整理得sinO。二疝三,此时开始有光从纤维侧壁射出，D正确。14 .（2023金华模拟）有一透明材料制成的空心球体，内径为R,外径为2R,其过球心的某截面（纸面内）如图所示,一束单色光（纸面内）从外球面上A点

15、射入,光线与AO直线所成夹角i=60o,经折射后恰好与内球面相切，已知光在真空中的速度为c。下列说法正确的是（C）A.单色光在材料中的折射率为2B.单色光在该材料中的传播时间为C.单色光在该材料内球面恰好发生全反射时,从A点射入的光线与AO直线的夹角i=30oD.只要A点射入的单色光与AO直线的夹角i大于30,就一定能够在内球面发生全反射解析：在A点时，由题意可知，入射角为60,则由几何关系有SinNBAO=M=由折射定律得T=5,故A错误;该束单色光在该透明材料中的传播速度为V二二单色光在该材料中的传播时间为nf-s-带入数据解得t二竺,故B错误;光束从A点入射,入射角VC为i时光束经折射到达内球面的C点,且在C点恰好发生全反射,如图，因为恰好发生全反射，则SinNDCA=1R由正弦定理得一二n3snCAO-,解得SinNCA0二由折射定律得n=-,解得i=30,故CSIn乙ACo6snCAO正确;光