课时分层检测(19)全反射-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册同步辅导与测试(人教版)

11.解析(1)设光束从水面射出的，点到桅杆的水平距离为x1,到P 点的水平距离为xg:桅杆顶端距水平面的高度为h1,P点处水深 为h2:激光束在水中与竖直方向的夹角为0.由几何关系有 L=tan 53 h ① =tan 0 ② 由折射定律有 sin53°-sin0 ⑤ 设桅杆到P点的水平距离为x,则 x=x1十x ④ 联立①②③④式并代入题给数据得 x=7m. ⑤ (2)设激光束在水中与竖直方向的夹角为45°时，从水面出射光 线的方向与竖直方向夹角为日，由折射定律有 sin 0=nsin 45 ⑤ 设船向左行驶的距离为x',此时光束从水面射出的点到桅杆的 水平距离为x1',到P点的水平距离为x',则 1′+x'=x+x ⑦ h -=tan 0' ⑧ =am45 h2 ⊙ 联立⑤⑥⑦⑧⑨式并代入题给数据得 x'=(6√2-3)m≈5.5m. 答案(1)7m(2)5.5m 12.解析根据题意作示意图如图所示，小圆表示地球，大圆表示大 气外层，A点表示石塘镇，FD、GB为太阳的第一道曙光，由图可 知，如果没有大气层，那么，只有等到地球上的A点转到B处时 才能看到第一道曙光，然而，由于大气层的折射，地球上的A点 不用转到B处就可以看到曙光.由此可见，石塘镇的第一道曙光 会提前出现， BAD: 在直角三角形OAD中，in0-80-写320≈0.969，所以 6371 0≈85.49° 根据折射定律有”一品昌 则sin3=nsin0,得3≈85.70°. 又由图示可知，FD∥GB,∠BCO=3 ∠BOC=90°-3，∠AOD=90°-0 则a-∠AOD-∠BOC=8-0=0.21° 因光，提前时间为1=24X3600×8器≈50 答案B 课时分层检测（十九） 1.解析海市蜃楼和光学仪器中用等腰直角玻璃三棱镜改变光路 90°是利用了光的全反射现象，故A、C项正确；用三棱镜观察太阳 光谱和水中的鱼看起来比实际的要浅，都是光的折射现象，故B、 D项错误， 答案AC 2.解析入射角i逐渐增大时折射角r也逐渐增大，i逐渐减小时r 也逐渐减小，因为光是由光疏介质进入光密介质，不可能发生全 反射现象，故D正确，A、B、C错误. 答案D 21 3解析由修界角的计第式血C=口，得川=品CA项正确：将 n=台代入sinC=,得sinC=巴，u=esinC,B项正确：设孩单 色光的颜率为∫，在真空中的波长为入。，在介质中的波长为入，由 效长，颜年光速的关系得e=入f=小故mC=是=六A 入。sinC,C项正确；该单色光由真空传入介质时，颜率不发生变化， D项错误. 答案ABC 4解析根据n三，sinC1,得sinC=巴=.5X10=1, 3.0×10=乞，得 C=30°. 答案C 5.B[因为折射率n>√2，所以该棱镜为全反射棱镜，入射光线在 AC边和CB边经过两次全反射，方向改变180°，出射光线为②，远 项B正确.] 6.解析只要从大头针末端发出的光线射到圆形薄软木片边缘界 面处能够发生全反射，从水面上就看不到大头针，如图所示，根据 图中几何关系有sinC= √r2+h2 -是，所以h=吾A项 n 正确 答案A 7.解析设介质的折射率为n,则有sina=sinC= 1=sin a= vsin a 由以上三式解得= 1 n ct 所以n=√ 答案 ct 8.解析左侧塑料板长，尖端部分浸入油中，光线在塑 料与油的分界面处不会发生全反射，从观察窗口观 察是暗区，右侧塑科板短，尖端部分没有浸入油中， 光线在塑料与空气的分界面处发生全反射，从观察 窗口观察到的是亮区，A错误；油量越少，浸入油中 塑科板个数越少，发生全反射的塑料板个数越多，从 观察窗口观察到的明亮区域越大，B正确：根据临界 角公式sinC-,C=45,解得n=反，所以使用的 n 塑料板折射率应满足n>√2，C错误，D正确. 答案BD 9.解析(1)光的传播方向如图所示，欲使入 射光在左侧直角边发生全反射，须满足 sin 0 A百 解得≥30°，又在光反射至右侧直角边时，入射角为90°一0，欲使 入射光在该边发生全反射，须满足 sin(90-0≥1 9 解得60°，所以0的范固为30°≤60」 (2)当0=45°时，由几何关系可知光在三棱镜中通过的距离s=L 光在棱镜中的传播速度一 则单色光通这三技能的时闲(=言-巴 答案(1)30≤060°(2)2L 10.解析(1)作出光路图如图所示 设光线在AB面上的折射角为r,则光线45 射到AC边上时的入射角，即临界角为 C=90°-r 则由光的折射定律n45=n sin r sinC=sin(90°-r）=1 联立解得m=⑤ 2 (2)根据n=C 可得- n 答案1)(2 11.解析作图可知，a=B-y,又a十B+a十y=90°，可得入射角a= 22.5°，则折射率最小值1-sin22.5 D 至人限 心平面镜 答案A 课时分层检测（二十） 1.解析孩介质的折粉率为日册记-厄，A错误：光在介质中转 播的造度是=斤-3X m/s=3yX10'm/s,该来光的领率 2 c3X108 为f=六一610Hz=5X10Hz.B错误，C正确：因为inC =1=巨，该束光的全反射临界角为45，D错误。 n 2 答案C 2.解析如图所示，因E点为(OA的中点，所以入射角α=30°，3= 0=83°，临界角C=180°-2a一3=37°，OB面恰好发生全反射，则 nC=方，解得n=号，故A正痛 答案A 3.解析设恰好发生全反射，如图所示，则 临界角mC=只-子，得m=尽，若圆 环发出的光能全部射出半球，说明球面 不能发生全反射，则半球的折射率应小 于尽放ACD错沃，B正确， 答案B 23 4.解析根据题意可知OD=R,圆周 E 的半径为R,如图所示 30C 可得∠1=45°，由于玻璃折射率为√2，根 G 据全反射临界角公式sinC=】可得全反射的临界角为45，则该 光线在AB边恰好发生全反射，反射光线从E,点沿着平行于AC 边的EF方向传播，根据几何关系可得，光线在BC边的入射角为 ∠2=60°，大于临界角，所以在BC边继续发生全反射，再根据几 何关系可知，光线在AC边的入射角为∠3=30°<45°，此时将不 再发生全反射，光线将从(O℃边射出，但不是垂直射出，故D正确. 答案D 5,解析据题意得光从光源S到玻璃砖上表面的传播时间 d ccos 0 光在玻璃砖中的传播速度=￡ 设光进入玻璃砖的折射角为，光在玻病砖中传播时间一00S7 21 由新结定释释一器号 由于4=2，所以联立以上各式解得y=30°，n=√2 又根据临界角定义可得n一sinC 所以可得C=45 答案√245° 6.解析(1)设光线进入棱镜时的折射角为r,如图甲所示，由几何 关系可知)一30，张据折粉定律得0-品-厄 4<300 DPO 乙 (2)设光线进入棱镜在AC面发生全反射时的临界角为C,simC-， 解得C=45°，如图乙所示，当i=0时，光线进入棱镜在AC面的入 射，点为P,随着入射角i的增大，光线在AC面的入射点右移，在 AC面的入射角0增大，0=C时发生全反射，此时入射点为Q,所 以在AC面上PQ之间有光线射出。 由几何关系知OP=兰，作OD⊥AC,OD=OPsin60=5。 4 DP=0Peos60°-子a,DQ=ODan45°=&，所以AC边有先 线射出的宽度PQ=DQ-DP-5-a 4a. 答案(1W厄(2)-1。 44 7.解析(1)光路图如图所示： 10 根据折射定律：0=60,0公-尽， 60 0'=8=30,sin8 202 'sin87=5,8'-60, M 307 则偏角0=01-8十0，′一01'=60°. (2)根据几何关系可知，该光线从入 射到第一次回到A点通过的光路程 为：s=3√5R 光在玻璃球内的传播速度为：v= n 光在玻璃球内经历的时间为：=三 解得=9迟 答案(1)60°(2)9迟 0班级 姓名 课时分层检测( …0 基础达标练 0 1.(多选)下列事例哪些应用了光的全反射 现象 A.海市蜃楼 B.用三棱镜观察太阳光谱 C.某些光学仪器中用等腰直角玻璃三棱镜 改变光路90 D.水中的鱼看起来比实际的要浅 2.如图所示，MM是两种 介质的界面，A是人射 光线，B是反射光线，C M M O 是折射光线，O是入射 光线的人射点，NN'是 N 法线，i是人射角，r是折射角，且i>r.则下 列判断正确的是 ) A.i逐渐增大时r也逐渐增大，有可能发生 全反射现象 B.i逐渐减小时r也逐渐减小，有可能发生 全反射现象 C.i逐渐增大时r将逐渐减小，有可能发生 全反射现象 D.i逐渐增大时r也逐渐增大，但不可能发 生全反射现象 3.(多选)已知介质对某单色光的临界角为C, 则 A.该介质对单色光的折射率等于1 sin C B.此单色光在该介质中的传播速度等于 csin C(c是光在真空中的传播速度) C.此单色光在该介质中的波长是在真空中 波长的sinC倍 D.此单色光在该介质中的频率是在真空中 的c倍 4.光在某种介质中传播时的速度为1.5× 108m/s,那么，光从此种介质射向空气并发 生全反射的临界角应为 () A.60° B.45° C.30° D.75° -15 得分 十九) 全反射 5.自行车上的红色尾灯不 仅是装饰品，也是夜间 ←入射光线 骑车的安全指示灯，它 ① 能把来自后面的光线反 出射光线 射回去.某种自行车尾 灯可简化为由许多整齐 ④③ B 排列的等腰直角棱镜（折射率n>√2）组成， 棱镜的横截面如图所示.一平行于横截面的 光线从O点垂直AB边射入棱镜，先后经过 AC边和CB边反射后，从AB边的O'点射 出，则出射光线是 () A.平行于AC边的光线① B.平行于入射光线的光线② C.平行于CB边的光线③ D.平行于AB边的光线④ 6.为了表演“隐形的大头 针”节目，某同学在半 径为r的圆形薄软木 片中心垂直插入一枚 大头针，并将其放入盛 有水的碗中，如图所示.已知水的折射率为 号，为了保证表演成功（在水面上看不到大头 针)，大头针末端离水面的最大距离h为 ( A多 c D 71 7.如图所示，AB为光 0 导纤维，A、B之间 距离为s,使一光脉 冲信号从光导纤维 中间入射，射入后在 光导纤维与空气的界面上恰好发生全反射， 由A点传输到B点所用时间为t,求光导纤 维所用材料的折射率n.(已知光在真空中的 传播速度为c) 7 班级 姓名 0 能力提升练 44 8.(多选)如图甲所示，为了观察一油箱内的储 油量，设计师在油箱的一侧竖直安装了一系 列厚度相同长度不同的透明塑料板，每块塑 料板的形状如图乙所示，下部尖端部分截面： 为等腰直角三角形.当光由正上方竖直向下： 射入到塑料板中，从观察窗口中可以清晰看： 到油量计的上表面有明、暗两片区域.通过！ 观察明暗区域分界线的位置，便可判断出油 量的多少，以下说法中正确的是 入射光线观察窗口 立体图 正视图 油 箱 分 甲 乙 A.从观察窗口观察到的暗区是因为光在塑 料板下端发生了全反射 B.从观察窗口观察到的明亮区域越大，油量 越少 C.使用的塑料板折射率应满足n<√2 D.使用的塑料板折射率应满足n>√2 9.如图所示，直角三棱镜 ABC的斜边AB长为 L,∠C=90°，∠A=0(未 知)，一束单色光从斜边 上某点（非中点）垂直人射到棱镜中，已知棱 镜折射率为n=2,单色光在真空中的传播速 度为c. (1)求0在什么范围内，入射光能够经过两次 全反射又从斜边射出？ (2)若0=45°，该单色光从斜边某处垂直入 射到棱镜中，通过棱镜后出射光与入射光的： 距离为，求此单色光通过三棱镜的时间。 158 得分 0.由物镜、转像系统和 目镜等组成的光学潜 望镜最早应用于潜 B 艇，直角三棱镜是转像系统的重要部件.如 图所示，ABC是等腰直角三棱镜，一束单色 光沿平行于其底边BC的方向射向直角边 AB,光束进人棱镜后直接射到另一直角边 AC时，刚好能发生全反射.己知光在真空 中的传播速度为c.求： (1)该三棱镜对此单色光的折射率n; (2)此单色光在该三棱镜中的传播速度. …0 创新应用练 0… 1.如图所示为单反照 相机取景器的示意 E C 图，五边形ABCDE 五棱镜 至人眼 为五棱镜的一个截 B 面，AB⊥BC.光线 平面镜 垂直AB射人，分别 在CD和EA上发生反射，且两次反射的入 射角相等，最后光线垂直BC射出.若两次 反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最 小值是（计算结果可用三角函数表示） ( A.n= 1 1 sin 22.5 B.n= sin 45 1 1 C.n= cos 22.5 D.n= cos 45