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“四翼”检测评价(十七) 光的全反射
A组—重基础·体现综合
1.(多选)关于全反射,下列说法正确的是( )
A.光只有从光密介质射向光疏介质时才可能发生全反射现象
B.光只有从光疏介质射向光密介质时才可能发生全反射现象
C.光只有从折射率大的介质射向折射率小的介质时才可能发生全反射现象
D.光只有从折射率小的介质射向折射率大的介质时才可能发生全反射现象
解析:选AC 光从光密介质射向光疏介质时,若入射角大于或等于临界角,会发生全反射现象;光从光疏介质射向光密介质时,不会发生全反射现象,A正确,B错误;光只有从折射率大的介质射向折射率小的介质时,才可能发生全反射现象,C正确,D错误。
2.酷热的夏天,在平坦的柏油公路上,你会看到在一定距离处,地面显得格外明亮,仿佛是一片水面,似乎还能看到远处车、人的倒影。但当你靠近“水面”时,它却随你靠近而后退。对此现象,下列解释正确的是( )
A.出现的是“海市蜃楼”,是光的折射造成的
B.“水面”不存在,是由于酷热难耐,人产生的幻觉
C.太阳光辐射到地面,使地表温度升高,折射率变大,发生全反射
D.太阳光辐射到地面,使地表温度升高,折射率变小,发生全反射
解析:选D 酷热的夏天,在平坦的柏油公路上,地面附近的空气温度比上层空气的高,密度比上层空气的小,折射率也比上层空气的小,大于等于临界角的光照射时发生全反射,出现“水面”,D正确,A、B、C错误。
3.如图,一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖,O点为该玻璃砖截面的圆心,下图能正确描述其光路的是( )
解析:选A 光从玻璃砖射向空气时,如果入射角大于临界角,则发生全反射;如果入射角小于临界角,则在界面处既有反射光线,又有折射光线,但折射角应大于入射角,A正确,C错误。当光从空气射入玻璃砖时,在界面处既有反射光线,又有折射光线,且入射角大于折射角,B、D错误。
4.自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理,它虽然本身不发光,但在夜间骑行时,从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后,会有较强的光被反射回去,使汽车司机注意到前面有自行车,尾灯由透明介质制成,其外形如图甲所示,下面说法正确的是( )
A.汽车灯光从左面射过来,在尾灯的左表面发生全反射
B.汽车灯光从左面射过来,在尾灯的右表面发生全反射
C.汽车灯光从右面射过来,在尾灯的左表面发生全反射
D.汽车灯光从右面射过来,在尾灯的右表面发生全反射
解析:选C 从题图中取一个凸起并作出一条光路如图所示。由图可知,每一部分相当于一块全反射棱镜,要想让后面的司机看到反射光,因此光只能从右侧(直边)射入,经过尾灯左表面反射回去,故选项C正确,A、B、D错误。
5.光导纤维是利用光的全反射来传输光信号的。如图所示,一光导纤维内芯折射率为n1,外层折射率为n2,一束光信号与界面夹角α由内芯射向外层,要在内芯与外层的界面上发生全反射,必须满足的条件是( )
A.n1>n2,α小于某一值
B.n1<n2,α大于某一值
C.n1>n2,α大于某一值
D.n1<n2,α小于某一值
解析:选A 要使光信号在内芯与外层的界面上发生全反射,必须让内芯折射率n1大于外层折射率n2,同时入射角须大于某一值,故α应小于某一值,故A正确。
6.下列选项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,可以发生的是( )
解析:选A 光垂直横截面是等腰直角三角形的棱镜的某直角边射入棱镜时,在直角边不发生折射,在斜边可能发生全反射,故A正确。
7.(多选)光在某种介质中的传播速度是1.5×108 m/s,光从该介质射向空气时( )
A.发生全反射的临界角是30°
B.大于或等于30°的所有角都是临界角
C.入射角大于或等于30°时都能发生全反射
D.临界角可能是60°
解析:选AC 介质的折射率n===2,sin C=,得临界角C=30°,所以A、C正确,B、D错误。
8.如图所示,等腰三角形ABC为一棱镜的横截面(AB=AC)。一束光线垂直于AB入射,恰好在AC面上发生全反射,并垂直于BC射出棱镜。则该棱镜的折射率为( )
A. B.1.5
C. D.
解析:选A 光路如图所示,由几何关系可知α=∠C=∠B,2α+∠B=180°,解得α=60°,所以该棱镜的折射率为n===,故A正确,B、C、D错误。
9.(2023·自贡高二检测)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12 m,正好不能看见此物体,求河深。
解析:由题意知,设C为临界角,则sin C==
由几何关系,可得sin C=
联立以上两式解得h≈10.6 m。
答案:10.6 m
10.一足够深的水池内盛有某种透明液体,液体的深度为H,在水