第4.2节 全反射-【帮课堂】2024-2025学年高二物理同步学与练（沪科版2020上海选择性必修第一册）

第四章 光 4．2节全发射 课程标准 1. 知道全反射现象及其发生条件，能用折射定律解释全发射现象。 2. 了解全反射的临界角，并能计算介质的临界角。 3. 了解全反射在光导纤维中的应用。 物理素养 物理观念：建立全发射临界角和折射率相关联的物理观念。 科学思维：利用折射定律和光路的可逆性理解全反射现象的思维过程。 科学探究：探究入射光在光导纤维中发生全发射需要满足的条件。 科学态度与责任：发现大自然中的物理之美，体会生活中处处蕴含物理知识。 一、全反射及发生条件 (1)全反射：光从光密介质射入光疏介质时，若入射角增大到某一角度，折射光线消失，只剩下反射光线的现象． 临界角：刚好发生全反射，即折射角等于90°时的入射角．用字母C表示． (2)全反射的条件：要发生全反射，必须同时具备两个条件： ①光从光密介质射入光疏介质． ②入射角等于或大于临界角． (3)临界角与折射率的关系：光由介质射入空气(或真空)时，sin C＝ (公式) 例1. （多选）一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。下列说法正确的是（ ） A．光从真空射入介质后，频率不变，波长改变，光速改变 B．此介质的折射率等于 C．入射角大于45°时可能发生全反射现象 D．无论入射角多大都不可能发生全反射现象 【答案】　ABD 【解析】　光的频率由光源决定，在传播过程中频率不变，选项A正确； 由折射定律n＝＝＝，选项B正确； 发生全反射的临界角C＝arcsin＝45°，只有当光线从光密介质射入光疏介质且入射角大于或等于临界角时才会发生全反射现象，所以选项C错误、D正确。 二、光导纤维 1．光导纤维的传播原理： 光由一端进入，在两层的界面上经过多次全反射，从另一端射出．光导纤维可以远距离传播光，光信号又可以转换成电信号，进而变为声音、图像．如果把许多(上万根)光导纤维合成一束，并使两端的纤维按严格相同的次序排列．就可以传播图像。 全反射要求内芯的折射率大于外套介质的折射率，全反射减小能量损失。 2．光导纤维的折射率 设光导纤维的折射率为n，当入射角为θ1时，进入端面的折射光线传到侧面时恰好发生全反射，如图所示，则有sin C＝，n＝，C＋θ2＝90°，由以上各式可得sin θ1＝. 由图可知：当θ1增大时，θ2增大，而从纤维射向真空中光线的入射角θ减小，当θ1＝90°时，若θ＝C，则所有进入纤维中的光线都能发生全反射，即解得n＝，以上是光从纤维射向真空时得到的折射率，由于光导纤维包有外套，外套的折射率比真空的折射率大，因此光导纤维折射率要比大些． 例2. （多选）光导纤维由折射率为n1的材料制成内芯，在外层包上折射率为n2的外套，光线在内芯与外套的界面上发生全反射。下列说法中正确的是（ ） A．内芯和外套的折射率应满足n1>n2 B．内芯和外套的折射率应满足n1<n2 C．从左端面入射的光线，其入射角必须大于某值，光才能被传导 D．从左端面入射的光线，其入射角必须小于某值，光才能被传导 【答案】　AD 【解析】　光导纤维内芯的折射率要大于外套的折射率，这样才能使光线发生全反射，但在界面上要发生全反射还需要在界面上的入射角大于或等于临界角，由几何关系知，光线在左端面的入射角越大，在界面处的入射角就越小。 题型01 能否发射全反射的判断 例3. （多选）如图所示是一玻璃球体，其半径为R，O为球心，AB为水平直径。M点是玻璃球的最高点，来自B点的光线BD从D点射出，出射光线平行于AB，已知∠ABD＝30°，光在真空中的传播速度为c，则（ ） A．此玻璃的折射率为 B．光线从B到D需用时 C．若增大∠ABD，光线不可能在DM段发生全反射现象 D．若减小∠ABD，从AD段射出的光线均平行于AB 【答案】　AB 【解析】光线在D点的入射角为i＝30°，折射角为r＝60°，折射率n＝，故n＝，A正确； 光线在玻璃球中的传播速度为v＝＝c，BD＝R，所以光线从B到D需用时t＝＝，B正确； 若增大∠ABD，入射角增大，当光线射向DM段时，射向M点时入射角最大，为45°，而临界角满足sinC＝＝<＝sin45°，即C<45°，故光线可以在DM段发生全反射现象，C错误； ∠ABD＝i，由图知∠DOA＝2i，只有当r＝2i时，从AD段射出的光线才平行于AB，又因为＝，解得i＝30°，即要使出射光线平行于AB，则入射角必为30°，即∠ABD必为30°，D错误。 题型02 水底光源 【总结】； 水底下有一个点光源，其照亮水面是一个圆，或者说从水底下观察，水上面的物体成像在一个圆锥里。 例4.（2024宝山二模）（计算）有一游泳池，在沲底水深h=1.5m处有一个点光源，已知水的折射率n=1.3，试求：游泳池边上的人看到水面被该光源照亮的圆形区域的半径R（结果保留两位有效数字）。 【答案】1.8m 【详解】 点光源射到“圆形区域”边缘的光刚好发生全反射，如图所示 设临界角为C，则有 可得 又 联立解得 题型03 玻璃半球中光的传播 例5.（23-24·上海市控江中学高二下期中）（多选）如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c，则（　　） A. 玻璃砖的折射率为 B. OP之间的距离为 C. 光在玻璃砖内的传播速度为 D. 光从玻璃到空气临界角为 【答案】BC 【详解】AB．其两种情况的光路图，如图所示 设，由题意可知，在A处发生全反射则有 由于出射光平行，在B处射出，有 由几何关系有 联立解得 ，，故A错误，B正确； C．由 ，整理有 ，故C项正确； D．临界角有 ，所以临界角不是，故D项错误。 题型04 光纤中光的传播时间 例6. 光纤通信网覆盖奥运场馆，为各项比赛提供安全可靠的通信服务．光纤通信利用光的全反射将大量信息高速传输．如图所示，一条圆柱形的光导纤维，长为L，它的玻璃芯的折射率为n1，外层材料的折射率为n2，光在空气中的传播速度为c，若光从它的一端射入经全反射后从另一端射出所需的最长时间为t，则下列选项中正确的是(图中所标的φ为全反射的临界角)（ ） A．n1>n2，t＝　 B．n1<n2，t＝ C．n1>n2，t＝ D．n1<n2，t＝ 【答案】 C 【解析】　光导纤维内芯和外套材料不同，具有不同的折射率，要想使损失最小，光在光导纤维里传播时一定要发生全反射，欲使光在n1和n2的界面上发生全反射，需要满足n1>n2，光在介质n1中的传播最长路程s＝，传播速度v＝，最长时间t＝＝，A、B、D选项错误，C选项正确． 1．（24-25高二上·上海·阶段练习）关于下列光学现象，说法正确的是（　　） A．水中蓝光的传播速度比红光慢 B．光从空气向射入玻璃时可能发生全反射 C．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要浅 D．用三棱镜观察太阳光谱是利用光的全反射现象 【答案】A 【详解】A．蓝光的折射率大于红光的折射率，根据知水中蓝光的传播速度比红光慢，故A正确； B．光从空气射入玻璃时是从光疏介质射向光密介质，不可能发生全反射，故B错误； C．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深，即看到的要浅，故C错误； D．用三棱镜观察太阳光谱是利用光的折射现象，故D错误。 故选A。 2．（多选）一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。下列说法正确的是（ ） A．光从真空射入介质后，频率不变 B．此介质的折射率等于 C．入射角大于45°时可能发生全反射现象 D．入射角小于30°时可能发生全反射现象 【答案】　AB 【解析】　光的频率由光源决定，在传播过程中频率不变，选项A正确； 由折射定律n＝＝＝，选项B正确； 发生全反射的临界角C＝arcsin＝45°，只有当光线从光密介质射入光疏介质且入射角大于或等于临界角时才会发生全反射现象，所以选项C、D错误。 3．（23-24·上海市复旦中学高二下期中）如图是同一单色光从介质a斜射向空气时的光路图，下列说法正确的是（　　） A. 介质a的折射率为 B. 增大入射角，光在界面不可能发生全反射 C. 光在空气中的频率大于在介质a中的频率 D. 光在空气中的传播速度大于在介质a中的传播速度 【答案】D 【详解】A．由图可知，介质的折射率为 ，故A错误； B．由介质进入空气，增大入射角，当入射角达到临界角时，光在界面能发生全反射，故B错误； C．光在空气中的频率等于在介质a中的频率，故C错误； D．设光在介质a中的传播速度为，根据公式 ，可得 由图可知 ，则光在空气中的传播速度大于在介质a中的传播速度，故D正确。 4． （多选）如图所示，ABCD是两面平行的透明玻璃砖，AB面和CD面是玻璃和空气的界面，分别设为界面Ⅰ和界面Ⅱ。光线从界面Ⅰ射入玻璃砖，再从界面Ⅱ射出，回到空气中，如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角，则（ ） A．只要入射角足够大，光线在界面Ⅰ上可能发生全反射现象 B．只要入射角足够大，光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象 C．不管入射角多大，光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象 D．不管入射角多大，光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象 【答案】　CD 【解析】 在界面Ⅰ上光由空气进入玻璃砖，是由光疏介质进入光密介质，不管入射角多大，都不可能发生全反射现象，A错误，C正确； 在界面Ⅱ上光由玻璃进入空气，是由光密介质进入光疏介质，但是，由于界面Ⅰ和界面Ⅱ平行，光由界面Ⅰ进入玻璃后再到达界面Ⅱ，在界面Ⅱ上的入射角等于在界面Ⅰ上的折射角，故入射角总是小于临界角，因此也不可能发生全反射现象，B错误，D正确。 5．（多选）光导纤维由折射率为n1的材料制成内芯，在外层包上折射率为n2的外套，光线在内芯与外套的界面上发生全反射。下列说法中正确的是（ ） A．内芯和外套的折射率应满足n1>n2 B．内芯和外套的折射率应满足n1<n2 C．从左端面入射的光线，其入射角必须大于某值，光才能被传导 D．从左端面入射的光线，其入射角必须小于某值，光才能被传导 【答案】　AD 【解析】　光导纤维内芯的折射率要大于外套的折射率，这样才能使光线发生全反射，但在界面上要发生全反射还需要在界面上的入射角大于或等于临界角，由几何关系知，光线在左端面的入射角越大，在界面处的入射角就越小。 6．三种透明介质叠放在一起，且相互平行，一束光在Ⅰ和Ⅱ两介质的界面上发生了全反射后，射向Ⅱ和Ⅲ两介质界面，发生折射，如图所示，设定光在这三种介质中的速率分别是v1、v2、v3，则它们的大小关系是（ ） A．v1>v2>v3 B．v1>v3>v2 C．v1<v2<v3 D．v2>v1>v3 【答案】　B 【解析】光在Ⅰ和Ⅱ两介质的界面上发生了全反射，说明Ⅰ的折射率小于Ⅱ的折射率，即n1<n2； 光射向Ⅱ和Ⅲ两介质界面时发生了折射，而且折射角大于入射角，说明Ⅱ的折射率大于Ⅲ的折射率，即n2>n3；介质Ⅰ与Ⅲ相比较，n1sinθ1=n2sinθ2,介质Ⅰ的折射率小于介质Ⅲ的折射率，即有n1<n3，所以有n2>n3>n1， 根据光在这三种介质中的速率公式v＝得知，光速与折射率成反比，则v1>v3>v2。 7．（多选）如图所示，半径为R的半圆形透明材料，折射率n＝2.0。一束平行光从空气以垂直于其底面的方向射入，则下列说法正确的是（ ） A．所有光线都能透过这种材料 B．只有距圆心O两侧范围内的光才能通过 C．射出的光束会形成发散光束 D．射出的光束会形成会聚光束 【答案】　BD 【解析】　平行光射到底面时，光线与界面垂直，方向不变，继续射到球面对，距圆心O两侧范围内的光线入射角小于临界角C＝arcsin＝30°，发生折射形成会聚光束，范围外的光线入射角大于或等于临界角发生全反射。 8．在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴(右图中虚线)与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示。有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为（ ） A．r B．1.5r C．2r D．2.5r 【答案】　C 【解析】　因为n＝1.5，根据sinC＝可知临界角C<60°。由题意光束第一次射到圆锥侧面上的入射角为60°，大于临界角，所以光路如图所示，左侧光线在圆锥面A点发生全反射，在△OAB中，＝r，∠AOB＝60°，利用几何关系可求得＝r，在△ABC中，∠ACB＝30°，利用几何关系可求得＝3r，由此可知光束在桌面上形成的光斑半径为R＝－＝2r，C正确。 9．如图所示，为一个均匀透明介质球，球心位于O点，半径为R。一束单色光从真空中沿DC方向平行于直径AOB射到介质球上的C点，DC与AB的距离，若该光束射入球体经一次反射后由E点再次折射回真空中，此时的出射光线刚好与入射光线平行，已知光在真空中的速度为c，则（ ） A．介质球的折射率为n＝3 B．若增大入射光的频率，则该出射光线仍与入射光线平行 C．光束从C点射入到从E点射出所经历的总时间为 D．若介质球的折射率增大，光线可能在介质球的内表面CBE区域的某位置发生全反射 【答案】 C 【解析】 A．光路图如图．由几何关系可得，解得i＝60°，由图可知i＝2r，则r＝30°，所以介质球的折射率，故A错误。 B．若增大入射光的频率，折射率增大，由折射定律知，折射角r减小，折射光线将射到B点下方，反射光线将射到E点左侧，再次折射到空气中时折射角r′＝i，由几何知识可知，出射光线与入射光线不再平行．故B错误； C．光束在介质球内经历的光程s＝4Rcos r，又光在球内传播的速度，所以，光束在介质球内经历的总时间为，故C正确． D．根据几何知识可知，从C点进入介质球中的光线，射到B点的入射角等于C点的折射角，根据光路可逆性原理可知，光线不可能在B点发生全反射。故D错误。故选C。 10.（23-24·上海市复兴中学高二下期末）彩虹的形成可以简化为如图所示的模型。球是空中的球形雨滴，太阳光（复色光）从点射入，在雨滴内经反射和折射后射出并进入地面上人的眼中，因光的折射率不同，从而形成了彩虹，其中光线和光线是彩虹最外侧的两束光线。下列说法正确的是（　　） A. 光线为红光，光线为紫光 B. 两种光在点和点可以发生全反射 C. 人看到空中的彩虹红光在顶端，紫光在底端 D. 光线在雨滴中传播的速度大于光线在雨滴中传播的速度 【答案】C 【详解】A．光线a、b入射角相同，a的折射角小，故a的折射率大，a为紫光，b为红光，A错误； C．如图，人观察彩虹时，红光在上、紫光在下，故C正确； B．由题图可知，光线由空气射入雨滴的折射角等于雨滴背面的入射角，所以两种光在点和点不能发生全反射，故B错误； D．根据 光线在雨滴中传播的速度小于光线在雨滴中传播的速度，故D错误。 11．（23-24高二下·上海·期中）光纤通信有传输容量大、传输衰减小、抗干扰性及保密性强等多方面的优点。如图甲是光纤的示意图，图乙是光纤简化示意图（内芯简化为长直玻璃丝，外套简化为真空），玻璃丝长为，折射率为n，AB、CD代表端面，光从AB端面以某一入射角进入玻璃丝，在玻璃丝内部恰好发生全反射，已知光在真空中传播速度为c，下列选项正确的（    ） A．内芯相对于外套是光疏介质 B． C．光在玻璃丝中传播的速度为 D．光在玻璃丝中从AB端面传播到CD端面所用的时间为 【答案】BD 【详解】A．发生全反射的条件是光从光密介质射入光疏介质，故内芯相对于外套是光密介质，故A错误； B．由题意 ， 得 故B正确； C．根据 光在玻璃丝中的传播速度为 故C错误； D．由几何关系 又传播时间为 得 故D正确。 故选BD。 12.（23-24·上海市复旦附中高二下期末）某实验小组为测量液体的折射率，在液体内部深度处放置一单色点光源S，此时在液面上可观察到直径的圆形光斑，AB为圆形光斑的直径，如图所示。现使点光源在图示截面内沿某方向做初速度为零的匀加速直线运动，发现圆形光斑最左侧在A位置不动，最右侧从B点开始沿液面以大小为的加速度向右移动。不考虑光线的多次反射，，。求： （1）该液体的折射率； （2）本题中的单色光在该液体中的光速；（光在真空中传播速度）。 （3）点光源S移动的加速度大小和方向。 【答案】（1）；（2）；（3），方向为沿AS斜向右下方向 【详解】（1）对单色光，在A点刚好发生全反射，由几何关系 解得 又有 可得 （2）根据折射率速度表达式可得 （3）由于圆形光斑在最左侧A位置不动，可知点光源S沿AS斜向右下方向运动， 即加速度方向与竖直方向成53°斜向右下方，在时间t内，B点的位移 点光源的位移 由几何关系 解得 方向为沿AS斜向右下方向。 （24-25高一上·上海·开学考试）光的全反射 小明喝水时，偶然发现透过水面看不见玻璃水杯外侧的手指，他感到很惊奇。小明决定找出原因，下面是小明的探究过程：如图甲，光从水中射向空气时，折射角大于入射角，当入射角逐渐增大时，折射角也逐渐增大，那么，当入射角增大到某一值时，会不会…… 13．小明的推测是 ，这种现象称为全反射。 14．小明用图乙所示装置验证自己的推测，逐渐增大激光笔射向水面的入射角的角度，当增大到某一角度时，小明观察到 ，证明了自己的推测。 15．当光从空气射向水中时，就不会出现全反射的现象，原因是 。 16．定义折射率，c为真空中光速，v为介质中光速，空气折射率约等于1。当光从折射率为的介质以入射角入射到折射率为的介质时，折射角为。折射定律可以表示为，其中水面下有一点光源S，如图所示为它向水面发射的一道光线，入射角，从水面上出射时的折射角。则水的折射率为 ，光在水中的传播速度为 ，光在水面下发生全反射的临界角的正弦值为 ；若该点光源位于水面下处，求点光源在水面照亮的圆形区域半径为 m。 【答案】13．见解析 14．见解析 15．见解析 16． 3 【解析】15．小明的推测是当从水中斜射入空气中时，若入射角达到一定角度时，会看不到折射光线。 14．小明用图乙所示装置验证自己的推测，逐渐增大激光笔射向水面的入射角的角度，当增大到某一角度时，小明观察到光屏上没有激光笔的光斑。 15．发生全反射的条件是光从光密介质射入光疏介质且入射角要达到临界角，而光从空气射向水中时，是从光疏介质射向光密介质，所以不会发生全反射。 16．[1]根据光的折射定律可知，水的折射率为 [2]根据光的折射定律可得光在水中的传播速度为 [3]由全反射原理可知，光在水面下发生全反射的临界角的正弦值为 [4]设射出水面的光线的圆半径为R，由几何关系可知 其中 所以点光源在水面照亮的圆形区域半径为 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第四章 光 4．2节全发射 课程标准 1. 知道全反射现象及其发生条件，能用折射定律解释全发射现象。 2. 了解全反射的临界角，并能计算介质的临界角。 3. 了解全反射在光导纤维中的应用。 物理素养 物理观念：建立全发射临界角和折射率相关联的物理观念。 科学思维：利用折射定律和光路的可逆性理解全反射现象的思维过程。 科学探究：探究入射光在光导纤维中发生全发射需要满足的条件。 科学态度与责任：发现大自然中的物理之美，体会生活中处处蕴含物理知识。 一、全反射及发生条件 (1)全反射：光从光密介质射入光疏介质时，若入射角增大到某一角度，折射光线消失，只剩下反射光线的现象． 临界角：刚好发生全反射，即折射角等于90°时的入射角．用字母C表示． (2)全反射的条件：要发生全反射，必须同时具备两个条件： ①光从光密介质射入光疏介质． ②入射角等于或大于临界角． (3)临界角与折射率的关系：光由介质射入空气(或真空)时，sin C＝ (公式) 例1. （多选）一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。下列说法正确的是（ ） A．光从真空射入介质后，频率不变，波长改变，光速改变 B．此介质的折射率等于 C．入射角大于45°时可能发生全反射现象 D．无论入射角多大都不可能发生全反射现象 二、光导纤维 1．光导纤维的传播原理： 光由一端进入，在两层的界面上经过多次全反射，从另一端射出．光导纤维可以远距离传播光，光信号又可以转换成电信号，进而变为声音、图像．如果把许多(上万根)光导纤维合成一束，并使两端的纤维按严格相同的次序排列．就可以传播图像。 全反射要求内芯的折射率大于外套介质的折射率，全反射减小能量损失。 2．光导纤维的折射率 设光导纤维的折射率为n，当入射角为θ1时，进入端面的折射光线传到侧面时恰好发生全反射，如图所示，则有sin C＝，n＝，C＋θ2＝90°，由以上各式可得sin θ1＝. 由图可知：当θ1增大时，θ2增大，而从纤维射向真空中光线的入射角θ减小，当θ1＝90°时，若θ＝C，则所有进入纤维中的光线都能发生全反射，即解得n＝，以上是光从纤维射向真空时得到的折射率，由于光导纤维包有外套，外套的折射率比真空的折射率大，因此光导纤维折射率要比大些． 例2. （多选）光导纤维由折射率为n1的材料制成内芯，在外层包上折射率为n2的外套，光线在内芯与外套的界面上发生全反射。下列说法中正确的是（ ） A．内芯和外套的折射率应满足n1>n2 B．内芯和外套的折射率应满足n1<n2 C．从左端面入射的光线，其入射角必须大于某值，光才能被传导 D．从左端面入射的光线，其入射角必须小于某值，光才能被传导 题型01 能否发射全反射的判断 例3. （多选）如图所示是一玻璃球体，其半径为R，O为球心，AB为水平直径。M点是玻璃球的最高点，来自B点的光线BD从D点射出，出射光线平行于AB，已知∠ABD＝30°，光在真空中的传播速度为c，则（ ） A．此玻璃的折射率为 B．光线从B到D需用时 C．若增大∠ABD，光线不可能在DM段发生全反射现象 D．若减小∠ABD，从AD段射出的光线均平行于AB 题型02 水底光源 【总结】； 水底下有一个点光源，其照亮水面是一个圆，或者说从水底下观察，水上面的物体成像在一个圆锥里。 例4.（2024宝山二模）（计算）有一游泳池，在沲底水深h=1.5m处有一个点光源，已知水的折射率n=1.3，试求：游泳池边上的人看到水面被该光源照亮的圆形区域的半径R（结果保留两位有效数字）。 题型03 玻璃半球中光的传播 例5.（23-24·上海市控江中学高二下期中）（多选）如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c，则（　　） A. 玻璃砖的折射率为 B. OP之间的距离为 C. 光在玻璃砖内的传播速度为 D. 光从玻璃到空气临界角为 题型04 光纤中光的传播时间 例6. 光纤通信网覆盖奥运场馆，为各项比赛提供安全可靠的通信服务．光纤通信利用光的全反射将大量信息高速传输．如图所示，一条圆柱形的光导纤维，长为L，它的玻璃芯的折射率为n1，外层材料的折射率为n2，光在空气中的传播速度为c，若光从它的一端射入经全反射后从另一端射出所需的最长时间为t，则下列选项中正确的是(图中所标的φ为全反射的临界角)（ ） A．n1>n2，t＝　 B．n1<n2，t＝ C．n1>n2，t＝ D．n1<n2，t＝ 1．（24-25高二上·上海·阶段练习）关于下列光学现象，说法正确的是（　　） A．水中蓝光的传播速度比红光慢 B．光从空气向射入玻璃时可能发生全反射 C．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要浅 D．用三棱镜观察太阳光谱是利用光的全反射现象 2．（多选）一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。下列说法正确的是（ ） A．光从真空射入介质后，频率不变 B．此介质的折射率等于 C．入射角大于45°时可能发生全反射现象 D．入射角小于30°时可能发生全反射现象 3．（23-24·上海市复旦中学高二下期中）如图是同一单色光从介质a斜射向空气时的光路图，下列说法正确的是（　　） A. 介质a的折射率为 B. 增大入射角，光在界面不可能发生全反射 C. 光在空气中的频率大于在介质a中的频率 D. 光在空气中的传播速度大于在介质a中的传播速度 4． （多选）如图所示，ABCD是两面平行的透明玻璃砖，AB面和CD面是玻璃和空气的界面，分别设为界面Ⅰ和界面Ⅱ。光线从界面Ⅰ射入玻璃砖，再从界面Ⅱ射出，回到空气中，如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角，则（ ） A．只要入射角足够大，光线在界面Ⅰ上可能发生全反射现象 B．只要入射角足够大，光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象 C．不管入射角多大，光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象 D．不管入射角多大，光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象 5．（多选）光导纤维由折射率为n1的材料制成内芯，在外层包上折射率为n2的外套，光线在内芯与外套的界面上发生全反射。下列说法中正确的是（ ） A．内芯和外套的折射率应满足n1>n2 B．内芯和外套的折射率应满足n1<n2 C．从左端面入射的光线，其入射角必须大于某值，光才能被传导 D．从左端面入射的光线，其入射角必须小于某值，光才能被传导 6．三种透明介质叠放在一起，且相互平行，一束光在Ⅰ和Ⅱ两介质的界面上发生了全反射后，射向Ⅱ和Ⅲ两介质界面，发生折射，如图所示，设定光在这三种介质中的速率分别是v1、v2、v3，则它们的大小关系是（ ） A．v1>v2>v3 B．v1>v3>v2 C．v1<v2<v3 D．v2>v1>v3 7．（多选）如图所示，半径为R的半圆形透明材料，折射率n＝2.0。一束平行光从空气以垂直于其底面的方向射入，则下列说法正确的是（ ） A．所有光线都能透过这种材料 B．只有距圆心O两侧范围内的光才能通过 C．射出的光束会形成发散光束 D．射出的光束会形成会聚光束 8．在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴(右图中虚线)与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示。有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为（ ） A．r B．1.5r C．2r D．2.5r 9．如图所示，为一个均匀透明介质球，球心位于O点，半径为R。一束单色光从真空中沿DC方向平行于直径AOB射到介质球上的C点，DC与AB的距离，若该光束射入球体经一次反射后由E点再次折射回真空中，此时的出射光线刚好与入射光线平行，已知光在真空中的速度为c，则（ ） A．介质球的折射率为n＝3 B．若增大入射光的频率，则该出射光线仍与入射光线平行 C．光束从C点射入到从E点射出所经历的总时间为 D．若介质球的折射率增大，光线可能在介质球的内表面CBE区域的某位置发生全反射 10.（23-24·上海市复兴中学高二下期末）彩虹的形成可以简化为如图所示的模型。球是空中的球形雨滴，太阳光（复色光）从点射入，在雨滴内经反射和折射后射出并进入地面上人的眼中，因光的折射率不同，从而形成了彩虹，其中光线和光线是彩虹最外侧的两束光线。下列说法正确的是（　　） A. 光线为红光，光线为紫光 B. 两种光在点和点可以发生全反射 C. 人看到空中的彩虹红光在顶端，紫光在底端 D. 光线在雨滴中传播的速度大于光线在雨滴中传播的速度 11．（23-24高二下·上海·期中）光纤通信有传输容量大、传输衰减小、抗干扰性及保密性强等多方面的优点。如图甲是光纤的示意图，图乙是光纤简化示意图（内芯简化为长直玻璃丝，外套简化为真空），玻璃丝长为，折射率为n，AB、CD代表端面，光从AB端面以某一入射角进入玻璃丝，在玻璃丝内部恰好发生全反射，已知光在真空中传播速度为c，下列选项正确的（    ） A．内芯相对于外套是光疏介质 B． C．光在玻璃丝中传播的速度为 D．光在玻璃丝中从AB端面传播到CD端面所用的时间为 12.（23-24·上海市复旦附中高二下期末）某实验小组为测量液体的折射率，在液体内部深度处放置一单色点光源S，此时在液面上可观察到直径的圆形光斑，AB为圆形光斑的直径，如图所示。现使点光源在图示截面内沿某方向做初速度为零的匀加速直线运动，发现圆形光斑最左侧在A位置不动，最右侧从B点开始沿液面以大小为的加速度向右移动。不考虑光线的多次反射，，。求： （1）该液体的折射率； （2）本题中的单色光在该液体中的光速；（光在真空中传播速度）。 （3）点光源S移动的加速度大小和方向。 （24-25高一上·上海·开学考试）光的全反射 小明喝水时，偶然发现透过水面看不见玻璃水杯外侧的手指，他感到很惊奇。小明决定找出原因，下面是小明的探究过程：如图甲，光从水中射向空气时，折射角大于入射角，当入射角逐渐增大时，折射角也逐渐增大，那么，当入射角增大到某一值时，会不会…… 13．小明的推测是 ，这种现象称为全反射。 14．小明用图乙所示装置验证自己的推测，逐渐增大激光笔射向水面的入射角的角度，当增大到某一角度时，小明观察到 ，证明了自己的推测。 15．当光从空气射向水中时，就不会出现全反射的现象，原因是 。 16．定义折射率，c为真空中光速，v为介质中光速，空气折射率约等于1。当光从折射率为的介质以入射角入射到折射率为的介质时，折射角为。折射定律可以表示为，其中水面下有一点光源S，如图所示为它向水面发射的一道光线，入射角，从水面上出射时的折射角。则水的折射率为 ，光在水中的传播速度为 ，光在水面下发生全反射的临界角的正弦值为 ；若该点光源位于水面下处，求点光源在水面照亮的圆形区域半径为 m。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$