人教版 (2019)选择性必修 第一册全反射精品随堂练习题

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一、核心知识点梳理
知识点1：全反射现象
条件：
光从光密介质射向光疏介质。
入射角≥临界角（i≥C）。
结果：折射光消失，全部光线返回原介质。
知识点2：临界角（C）
定义：折射角为90°时的入射角。
计算公式：
sinC=n1n2
n1：光密介质的折射率
n2：光疏介质的折射率
特例：光从介质射向空气时，sinC=1n。
【题型1：临界角计算】
例1.学校的光学兴趣社团开展了一项关于光的性质的探究活动。如图所示为半圆柱体玻璃砖的横截面，用一束由红光和紫光组成的复色光照射玻璃砖，复色光沿方向从空气中射向玻璃砖中心（是圆心），分别从、两位置射出红光和紫光，其中入射光线与法线的夹角为，红光和紫光与法线的夹角分别为、。已知光在空气中的传播速度为，下列说法正确的是（ ）
A．紫光在玻璃砖中的折射率为
B．红光在玻璃砖中的折射率比紫光的大
C．红光在玻璃砖中的传播速度为
D．若光从玻璃砖的弧面沿半径方向入射，则在半圆圆心处红光更容易发生全反射
【举一反三】：
1.图为某透明介质制成的四分之一圆柱体，其半径为，高为，一束光垂直射到圆柱体的面上。已知透明介质的折射率为，不考虑光在介质内的二次反射，则弧面上的透光面积为（ ）
A．B．C．D．
2.如图所示，一束单色光平行OA边从OB边射入一个半径为R、圆心角为135°的扇形玻璃砖，该单色光在玻璃砖中的折射率为，从M点入射的光由玻璃砖射出后恰与OA边平行。只考虑第一次射到圆弧上的光，则（ ）
A．
B．
C．从玻璃砖圆弧上有光射出的与没有光射出的部分之比为2∶1
D．换成另一频率大的单色光平行OA边从M点入射到圆弧边出射后仍然与OA边平行
3.如图所示为等腰三棱镜的顶角，某单色光以角入射到侧面上，测得其折射角是，已知光在真空中的速度为。下列说法正确的是（ ）
A．该单色光射入三棱镜后频率降低
B．三棱镜对该单色光的折射率为
C．三棱镜中该单色光传播的速度为
D．折射光一定能从三棱镜的另一侧面射出
知识点3：常见应用
光纤通信：利用全反射传导光信号。
钻石闪耀：切割面使入射角>临界角，多次全反射。
海市蜃楼：空气密度梯度导致全反射。
【题型2：棱镜中的全反射】
例2.下列关于光现象的说法正确的是（ ）

图-1中，手影是光的反射形成的
图-2中，潜望镜利用光的折射来观察物体
图-3中，光的色散现象表明太阳光是由多种色光组成的
图-4中，铅笔“错位”是光沿直线传播形成的
【举一反三】：
1.单镜头反光相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。如图为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，，光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生全反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出，则该五棱镜折射率的最小值（ ）
A．B．C．D．
2.光纤通信中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。下列关于光导纤维的说法中，正确的是（ ）
A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
C．波长越短的光在光纤中传播的速度越大
D．频率越大的光在光纤中传播的速度越大
3.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，外层材料的折射率为，光在空气中的传播速度为下列说法正确的是（ ）
A．折射率小于折射率
B．光在光纤中传播的速度
C．光在内外层的临界角C满足
D．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
二、易错点警示
1.全反射条件缺一不可：
光密→光疏介质+i≥C。
若光疏→光密介质，无论入射角多大，都不会全反射。
2.临界角与折射率的关系：
折射率越大，临界角越小（如钻石n≈2.4，C≈24.6°，易全反射）。
3.复杂几何光路：
结合反射定律与折射定律，准确计算界面处的入射角。