人教版高中物理选修34同步练习132全反射.docx
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人教版高中物理选修34同步练习132全反射
高中物理学习材料
(马鸣风萧萧**整理制作)
基础夯实
1.(2010·湖北黄冈中学高二检测)海域夏天常会出现海市蜃楼奇观,这是由于光在大气中的折射和全反射使远处物体在空中形成的( )
A.正立虚像 B.倒立虚像
C.正立实像D.倒立实像
答案:
A
2.(2011·福州高二检测)如图所示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。
指出哪种情况是可以发生的( )
答案:
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.(2012·临淄模拟)如图所示,一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气,在界面上的入射角为45°,下面四个光路图中,正确的是( )
答案:
A
解析:
∵sinC=,∴C<45°,故发生全反射。
4.如图所示,置于空气中的厚玻璃砖,AB、CD分别是玻璃砖的上、下表面,且AB∥CD,光线经AB表面射向玻璃砖时,折射光线射到CD表面时,下列说法正确的是( )
①不可能发生全反射
②有可能发生全反射
③只要入射角θ1足够大就能发生全反射
④不知玻璃的折射率,无法判断
A.只有①正确B.②,③正确
C.②,③,④正确D.只有④正确
答案:
A
解析:
据光路可逆原理可知①正确②③④全错。
5.空气中两条光线a和b从虚框左侧入射,分别从方框下方和上方射出,其框外光线如图1所示。
虚框内有两个折射率n=1.5的玻璃全反射棱镜。
图2给出了两棱镜四种放置方式的示意图,其中能产生图1效果的是( )
答案:
B
解析:
画出入射光线与出射光线反向延长线的交点则为发生全反射的位置,画上全反射棱镜,可知B正确。
6.如图所示,一束平行光从真空射向一块半圆形的玻璃砖,下列说法正确的是( )
A.只有圆心两侧一定范围内的光线不能通过玻璃砖
B.只有圆心两侧一定范围内的光线能通过玻璃砖
C.通过圆心的光线将沿直线穿过不发生偏折
D.圆心两侧一定范围外的光线将在曲面产生全反射
答案:
BCD
解析:
通过圆心的光线将沿直线穿过不发生偏折,入射角为零。
由中心向外的光线,在半圆面上进入真空时的入射角逐渐增大并趋近90°角,折射角一定大于入射角,所以一定会发生全反射。
7.(2012·高密模拟)如图所示,一段横截面为正方形的玻璃棒,中间部分弯成四分之一圆弧状,一细束单色光由MN端面的中点垂直射入,恰好能在弧面EF上发生全反射,然后垂直PQ端面射出。
(1)求该玻璃棒的折射率。
(2)若将入射光向N端平移,当第一次射到弧面EF上时________(填“能”“不能”或“无法确定能否”)发生全反射。
答案:
(1)
(2)能
解析:
(1)因为细束单色光由MN端面中点垂直射入,所以到达弧面EF界面时入射角为45°,又因为恰好发生全反射,所以45°为临界角C,由sinC=可知,该玻璃棒的折射率n==。
(2)若将入射光向N端平移,第一次射到弧面EF上的入射角将增大,即大于临界角45°,所以发生全反射。
能力提升
1.透明的水面上有一圆形荷叶,叶梗直立在水中,紧靠叶梗有一条小鱼,在岸上的人恰能看到小鱼,则( )
A.当小鱼潜深点时,人就看不见它
B.当小鱼潜深点时,人照样能看见它
C.当小鱼上浮点时,人就看不见它
D.当小鱼上浮点时,人照样看见它
答案:
BC
2.
一束白光从水中射入真空的折射光线如图所示,若保持入射点O不变而逐渐增大入射角,则关于红光和紫光的下述说法中正确的是( )
A.若红光射到P点,则紫光在P点上方
B.若红光射到P点,则紫光在P点下方
C.紫光先发生全反射,而红光后发生全反射
D.当红光和紫光都发生全反射时,它们的反射光线射到水底时是在同一点
答案:
BCD
解析:
红光的折射率比紫光小,则当它们从水中以相同的入射角射向空中时,由n=知,红光的折射角小。
3.(2011·济宁高二检测)如图所示,一个透明玻璃球的折射率为,一束足够强的细光束在过球心的平面内,以45°入射角由真空射入玻璃球后,在玻璃球与真空的交界面处发生多次反射和折射,从各个方向观察玻璃球,能看到从玻璃球内射出的光线的条数是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
答案:
B
解析:
sinC==,C=45°;n=,θ=30°。
光路图如图所示。
所以共3条射出玻璃球。
4.如图所示,水的折射率为n,水面上漂浮着一圆木板,圆木板中央插着一根大头针,且在水中部分长为h。
若从圆木板四周恰好看不到大头针的顶尖P,则圆木板的面积为多大?
答案:
解析:
当P点光线射到木板边缘时恰好发生全反射,即在空气中没有出射光线,则圆板半径r=htanC,又由全反射公式sinC=,cosC=,即tanC=,则r=。
面积S=πr2=。
5.(2012·海岳中学高二检测)如图所示abc是一块用折射率n=2的玻璃制成的透明体的横截面,ab是半径为R的圆弧,ac边与bc边垂直,∠aOc=60°。
当一束平行黄色光垂直照到ac上时,ab部分的外表面只有一部分是黄亮的,其余是暗的。
求黄亮部分的弧长为多少?
答案:
πR
解析:
假定光线MN射到ab界面上时恰好发生了全反射,则MN上方的光线一定在界面ab上发生全反射,因此只有射到界面Nb上的光线才能射出玻璃,界面Nb部分是亮的。
由sinC=,得∠C=30°。
由几何关系知θ=30°,所以弧Nb的长度:
s=×2πR=πR
6.(2012·潍坊模拟)有人在河中游泳,头部露出水面,在某一位置当他低头向水中观察时,看到河底有一静止物体跟他眼睛正好在同一竖直线上,这个人再向前游12m,正好不能看见此物体,求河深。
(水的折射率为4/3)
答案:
10.6m
解析:
如图所示,由题意知C为临界角,
则sinC== ①
从图可得sinC= ②
联立①②得:
=
解得h≈10.6m。
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- 人教版 高中物理 选修 34 同步 练习 132 全反射