(练习)课时分层作业12 光的全反射 光导纤维及其应用-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册(鲁科版2019)

课时分层作业(十二)　光的全反射　光导纤维及其应用

◎题组一　对全反射的理解

1．(多选)下述现象由于全反射造成的有(　　)

A．露水珠或喷泉的水珠，在阳光照耀下格外明亮

B．直棒斜插入水中时呈现弯折现象

C．口渴的沙漠旅行者，往往会看到前方有一潭晶莹的池水，当他们喜出望外地奔向那潭池水时，池水却总是可望而不可即

D．在盛水的玻璃杯中放一空试管，用灯光照亮玻璃杯侧面，在水面上观察水中的试管，看到试管壁特别明亮

ACD　[露水珠或喷泉的水珠，在阳光照耀下在部分位置发生全反射，所以格外明亮，故A正确；直棒斜插入水中时呈现弯折现象是由于光的折射，故B错误；口渴的沙漠旅行者，往往会看到前方有一潭晶莹的池水，是折射和全反射形成的现象，故C正确；盛水的玻璃杯中放一空试管，用灯光照亮玻璃杯侧面，在水面上观察水中的试管，看到试管壁特别明亮，是由于发生了全反射，故D正确．]

2．(多选)关于全反射，下列说法正确的是(　　)

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，不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

CD　[全反射是当光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于等于临界角时发生的现象，发生全反射时全部光线均不进入光疏介质．由于光射向气泡时发生了全反射，所以水或玻璃中的气泡看起来特别亮，A、B错误，C、D正确．]

3．(多选)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玻璃砖不发生偏折

D．圆心两侧一定范围外的光线将在曲面产生全反射

BCD　[垂直射向界面的光线不偏折，因而光束沿直线平行射到半圆面上．其中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．]

◎题组二　临界角公式的分析和计算

4．(多选)如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角为θ＝30°，E、F分别为AB、BC的中点，则(　　)

A．该棱镜的折射率为

B．光在F点发生全反射

C．光从空气进入棱镜，波长变小

D．从F点出射的光束与入射到E点的光束平行

AC　[在E点作出法线可知入射角为60°，折射角为30°，折射率为，故A对；在BC边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，B错；由公式λ介＝，可知C对；三棱镜两次折射使得光线都向底边偏折，不会与入射到E点的光束

平行，故D错．]

5．某种液体的折射率为2，距液面下深h处有一个点光源，从液面上看液面被光源照亮的圆形区域的半径为(　　)

A．h　　B．h　　　C．h　　D．h

C　[设水面上的人看到水面被该光源照亮的圆形区域的半径为r．如图所示：

光线在圆形区域的边缘恰好发生全反射，入射角等于临界角C．

由sin C＝＝得：C＝30°

根据几何关系可知：r＝h，选项C正确．]

6．已知介质对某单色光的临界角为C，则(　　)

A．此单色光在该介质中的传播速度等于在真空中的传播速度的倍

B．该介质对单色光的折射率等于

C．此单色光在该介质中的传播波长是在真空中波长的倍

D．此单色光在该介质中的频率是在真空中的倍

B　[根据临界角公式sin C＝得n＝，故B正确；光在介质中传播速度v＝＝c·sin C(c是光在真空中的传播速度)，故A错误；设光在真空中与介质中波长分别为λ0和λ．由v＝，v＝λf，c＝λ0f，得n＝，则得λ＝λ0sin C，故C错误；光的频率由光源决定，与介质无关，则此单色光在该介质中的频率与在真空中频率相等，故D错误．]

7．有一束波长为6×10－7 m的单色光从空气射入某种透明介质，入射角为