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高中物理人教版 (新课标)选修32 全反射同步训练题
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这是一份高中物理人教版 (新课标)选修32 全反射同步训练题，共3页。试卷主要包含了一束光线从折射率为1等内容，欢迎下载使用。
1.光线在空气与水的交界面处发生全反射的条件是（ )
A.光由空气射入水中，入射角足够大
B.光由空气射入水中，入射角足够小
C.光由水中射入空气，入射角足够大
D.光由水中射入空气，入射角足够小
思路解析：光照射到两种介质界面上时，光线全部被反射回原介质的现象称为全反射现象.发生全反射的条件为：（1）光线从光密介质射向光疏介质；（2）入射角大于或等于临界角.（光线从真空射向某种介质时的临界角为：C=arcsin）
答案：C
2.光在两种介质交界面上发生全反射时（ )
A.入射光线一定在光密介质中 B.入射角一定大于临界角
C.界面相当于一个镜面 D.仍有一部分光线进入另一种介质中
思路解析：根据折射定律，光由光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角；光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角.
答案：ABC
3.一束光线从折射率为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13-7-7中，正确的是（ )
图13-7-7
思路解析：sinC==答案：A
4.关于全反射，下列所述中正确的是（ )
A.发生全反射时仍有折射光线，只是折射光线非常弱，因此可认为不存在折射光线，而只有反射光线
B.光从光密介质射向光疏介质时有可能不发生全反射现象
C.光从光密介质射向光疏介质时一定产生全反射现象
D.光从光疏介质射向光密介质时有可能发生全反射现象
思路解析：发生全反射现象必须同时满足两个条件：一是光由光密介质射向光疏介质；二是入射角大于或等于临界角.两个条件缺一不可.
答案：B
5.(2006江苏高考)在医学上，光导纤维可以制成内窥镜，用来检查人体胃、肠、气管等器官的内部．内窥镜有两组光导纤维，一组用来把光输送到人体内部，另一组用来进行观察．光在光导纤维中的传输利用了（ )
A．光的折射 B．光的衍射
C．光的干涉 D．光的全反射
思路解析：光导纤维,简称光纤，是利用全反射的原理来传播光信号的，通常光纤是由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯和外套的界面上发生全反射.
答案：D
我综合我发展
6.图13-7-8所示为半圆柱形玻璃砖的横截面，其折射率n=，现有垂直于平面的平行光束射来，试求在半圆上有光线射出的范围是多大.
图13-7-8
思路解析：这束平行光垂直于平面部分射入玻璃砖，其传播方向不变，射至半圆面上时，一部分光线发生全反射不会射出，设其中一条光线刚好以临界角射向圆柱面，而发生全反射，这条光线外侧的光线射向圆柱面时，入射角均大于临界角，都将发生全反射.那么，有光线射出圆柱面的部分所对的圆心角为α=2C=90°(C=arcsin=45°)，两侧的45°角的范围内没有光线射出.
7.潜水员在水深为h的地方向水面观望时，发现整个天空及远处地面的景物均呈现在水面处的圆形区域内，已知水的临界角为θ,则所观察到的圆形半径为（ )
A.htanθ B.hsinθ C.h/tanθ D.h/sinθ
思路解析：如图所示，水面上景物发出的光线经水面折射后均在倾角为2θ的圆锥里，人的眼睛处在圆锥的顶点处，而最远处的景物进入眼睛的光线几乎是紧贴水面，其入射角接近90°，折射角为θ.因此，人看到的景物呈现在人眼上方以O点为圆心、r为半径的水面区域内.
由图可知 r=htanθ.
答案：A+9
8.如图13-7-9所示，用折射率为n的透明介质做成内、外半径分别为a和b的空心球壳，当一束平行光射向此球壳，经球壳外、内表面两次折射，而能进入空心球壳的入射平行光束的横截面积是多大？
图13-7-9
思路解析：根据对称性可知所求光束的截面应是一个圆，关键在于求出此圆的半径R.
设入射光线AB为所求光束的临界光线，入射角为i，经球壳外表面折射后折射角为r.因为AB为临界入射线，所以射向内表面的光线的入射角应正好等于临界角C.在△ABC中，由正弦定理得
由于sinC=,n=，所以b=asini.由几何关系可得
R=bsini=a
所求平行光束的横截面积S=πR2=πa2.
9.如图13-7-10所示，一束平行光从真空射向一块半圆形的玻璃砖，正确的是（ )
图13-7-10
A.只有圆心两侧2R/3范围内的光线不能通过玻璃砖
B.只有圆心两侧2R/3范围内的光线能通过玻璃砖
C.通过圆心的光线将直接穿出不发生折射
D.圆心两侧2R/3范围外的光线将在曲面上发生全发反射
思路解析：光线无偏折从直径边进入玻璃砖内射向圆弧界面时，光有可能在圆弧界面上发生全反射（因为从光密介质射向光疏介质）.由几何知识知，这些光在圆弧界面上各处的入射角i是不同的.设某光线距圆心O的距离为x，则
x/R=sini
当光线过圆心时的入射角i=0，故不发生偏折而直线穿过，C选项正确.
当入射角i等于临界角C时，有x/R=sinC=1/n=1/1.5=2/3,所以x=2R/3处的光线的入射角恰等于临界角，由几何知识知，x越大，光线的入射角i越大，故x>2R/3外的光线将在曲面产生全反射，x<2R/3内的光线不发生全反射从而能通过曲面，因此，B、D选项正确.
答案：BCD
1.光线在空气与水的交界面处发生全反射的条件是（ )
A.光由空气射入水中，入射角足够大
B.光由空气射入水中，入射角足够小
C.光由水中射入空气，入射角足够大
D.光由水中射入空气，入射角足够小
思路解析：光照射到两种介质界面上时，光线全部被反射回原介质的现象称为全反射现象.发生全反射的条件为：（1）光线从光密介质射向光疏介质；（2）入射角大于或等于临界角.（光线从真空射向某种介质时的临界角为：C=arcsin）
答案：C
2.光在两种介质交界面上发生全反射时（ )
A.入射光线一定在光密介质中 B.入射角一定大于临界角
C.界面相当于一个镜面 D.仍有一部分光线进入另一种介质中
思路解析：根据折射定律，光由光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角；光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角.
答案：ABC
3.一束光线从折射率为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13-7-7中，正确的是（ )
图13-7-7
思路解析：sinC==
4.关于全反射，下列所述中正确的是（ )
A.发生全反射时仍有折射光线，只是折射光线非常弱，因此可认为不存在折射光线，而只有反射光线
B.光从光密介质射向光疏介质时有可能不发生全反射现象
C.光从光密介质射向光疏介质时一定产生全反射现象
D.光从光疏介质射向光密介质时有可能发生全反射现象
思路解析：发生全反射现象必须同时满足两个条件：一是光由光密介质射向光疏介质；二是入射角大于或等于临界角.两个条件缺一不可.
答案：B
5.(2006江苏高考)在医学上，光导纤维可以制成内窥镜，用来检查人体胃、肠、气管等器官的内部．内窥镜有两组光导纤维，一组用来把光输送到人体内部，另一组用来进行观察．光在光导纤维中的传输利用了（ )
A．光的折射 B．光的衍射
C．光的干涉 D．光的全反射
思路解析：光导纤维,简称光纤，是利用全反射的原理来传播光信号的，通常光纤是由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯和外套的界面上发生全反射.
答案：D
我综合我发展
6.图13-7-8所示为半圆柱形玻璃砖的横截面，其折射率n=，现有垂直于平面的平行光束射来，试求在半圆上有光线射出的范围是多大.
图13-7-8
思路解析：这束平行光垂直于平面部分射入玻璃砖，其传播方向不变，射至半圆面上时，一部分光线发生全反射不会射出，设其中一条光线刚好以临界角射向圆柱面，而发生全反射，这条光线外侧的光线射向圆柱面时，入射角均大于临界角，都将发生全反射.那么，有光线射出圆柱面的部分所对的圆心角为α=2C=90°(C=arcsin=45°)，两侧的45°角的范围内没有光线射出.
7.潜水员在水深为h的地方向水面观望时，发现整个天空及远处地面的景物均呈现在水面处的圆形区域内，已知水的临界角为θ,则所观察到的圆形半径为（ )
A.htanθ B.hsinθ C.h/tanθ D.h/sinθ
思路解析：如图所示，水面上景物发出的光线经水面折射后均在倾角为2θ的圆锥里，人的眼睛处在圆锥的顶点处，而最远处的景物进入眼睛的光线几乎是紧贴水面，其入射角接近90°，折射角为θ.因此，人看到的景物呈现在人眼上方以O点为圆心、r为半径的水面区域内.
由图可知 r=htanθ.
答案：A+9
8.如图13-7-9所示，用折射率为n的透明介质做成内、外半径分别为a和b的空心球壳，当一束平行光射向此球壳，经球壳外、内表面两次折射，而能进入空心球壳的入射平行光束的横截面积是多大？
图13-7-9
思路解析：根据对称性可知所求光束的截面应是一个圆，关键在于求出此圆的半径R.
设入射光线AB为所求光束的临界光线，入射角为i，经球壳外表面折射后折射角为r.因为AB为临界入射线，所以射向内表面的光线的入射角应正好等于临界角C.在△ABC中，由正弦定理得
由于sinC=,n=，所以b=asini.由几何关系可得
R=bsini=a
所求平行光束的横截面积S=πR2=πa2.
9.如图13-7-10所示，一束平行光从真空射向一块半圆形的玻璃砖，正确的是（ )
图13-7-10
A.只有圆心两侧2R/3范围内的光线不能通过玻璃砖
B.只有圆心两侧2R/3范围内的光线能通过玻璃砖
C.通过圆心的光线将直接穿出不发生折射
D.圆心两侧2R/3范围外的光线将在曲面上发生全发反射
思路解析：光线无偏折从直径边进入玻璃砖内射向圆弧界面时，光有可能在圆弧界面上发生全反射（因为从光密介质射向光疏介质）.由几何知识知，这些光在圆弧界面上各处的入射角i是不同的.设某光线距圆心O的距离为x，则
x/R=sini
当光线过圆心时的入射角i=0，故不发生偏折而直线穿过，C选项正确.
当入射角i等于临界角C时，有x/R=sinC=1/n=1/1.5=2/3,所以x=2R/3处的光线的入射角恰等于临界角，由几何知识知，x越大，光线的入射角i越大，故x>2R/3外的光线将在曲面产生全反射，x<2R/3内的光线不发生全反射从而能通过曲面，因此，B、D选项正确.
答案：BCD
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