對(duì)全反射的理解
1．兩束不同頻率的平行單色光a、b分別由水射入空氣發(fā)生如圖所示的折射現(xiàn)象(α＜β)，下列說(shuō)法正確的是( )
A．隨著a、b入射角度的逐漸增加，a先發(fā)生全反射
B．水對(duì)a的折射率比水對(duì)b的折射率大
C．a(chǎn)、b在水中的傳播速度va＞vb
D．a(chǎn)、b入射角為0°時(shí)，沒(méi)有光線射入空氣中
2．一束細(xì)光束由真空沿著徑向射入一塊半圓柱形透明體，如圖甲所示，對(duì)其射出后的折射光線的強(qiáng)度進(jìn)行記錄，發(fā)現(xiàn)折射光線的強(qiáng)度隨著θ的變化而變化，如圖乙所示，則下列說(shuō)法正確的是( )
A．透明體的臨界角為30° B．透明體的臨界角為60°
C．透明體的折射率為eq \f(\r(6),2)D．透明體的折射率為eq \f(3,2)
3. 截面為等腰直角三角形的三棱鏡如圖甲所示。DE為嵌在三棱鏡內(nèi)部緊貼BB′C′C面的線狀單色可見(jiàn)光光源，DE與三棱鏡的ABC面垂直，D位于線段BC的中點(diǎn)。圖乙為圖甲中ABC面的正視圖。三棱鏡對(duì)該單色光的折射率為eq \r(2)，只考慮由DE直接射向側(cè)面AA′C′C的光線。下列說(shuō)法正確的是( )
A．光從AA′C′C面出射的區(qū)域占該側(cè)面總面積的eq \f(1,3)
B．光從AA′C′C面出射的區(qū)域占該側(cè)面總面積的eq \f(2,3)
C．若DE發(fā)出的單色光頻率變小，AA′C′C面有光出射的區(qū)域面積將增大
D．若DE發(fā)出的單色光頻率變小，AA′C′C面有光出射的區(qū)域面積將減小
全反射的應(yīng)用
4．光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)如圖所示，其內(nèi)芯和外套材料不同，光在內(nèi)芯中傳播。以下關(guān)于光導(dǎo)纖維的說(shuō)法正確的是( )
A．內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射
B．內(nèi)芯的折射率比外套的小，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射
C．內(nèi)芯的折射率比外套的小，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生折射
D．內(nèi)芯的折射率與外套的相同，外套的材料有韌性，可以起保護(hù)作用
5.如圖所示，自行車的尾燈采用了全反射棱鏡的原理。它雖然本身不發(fā)光，但在夜間騎行時(shí)，從后面開(kāi)來(lái)的汽車發(fā)出的強(qiáng)光照到尾燈后，會(huì)有較強(qiáng)的光被反射回去，使汽車司機(jī)注意到前面有自行車。尾燈的原理如圖所示，下面說(shuō)法中正確的是( )
A．汽車燈光應(yīng)從左面射過(guò)來(lái)，在尾燈的左表面發(fā)生全反射
B．汽車燈光應(yīng)從左面射過(guò)來(lái)，在尾燈的右表面發(fā)生全反射
C．汽車燈光應(yīng)從右面射過(guò)來(lái)，在尾燈的左表面發(fā)生全反射
D．汽車燈光應(yīng)從右面射過(guò)來(lái)，在尾燈的右表面發(fā)生全反射
6.一段長(zhǎng)為L(zhǎng)的直線光導(dǎo)纖維的內(nèi)芯如圖所示，一單色光從左端面射入光纖，已知光纖對(duì)該單色光的折射率為n，光在真空中傳播速度大小為c。
(1)求該單色光在光纖中傳播的最短時(shí)間；
(2)已知光纖對(duì)該單色光的折射率n＝eq \r(2)，當(dāng)該單色光以入射角i＝45°從左端面射入，求此單色光從左端面?zhèn)鞑サ接叶嗣嫠玫臅r(shí)間。
7．（2024·廣東惠州·統(tǒng)考三模）圖中有一直桿豎直插入水深為1.2m水池池底，恰好有一半露出水面，太陽(yáng)光以與水平面成37°角射在水面上，測(cè)得直桿在池底的影長(zhǎng)EC為2.5m，已知sin37°=0.6，則下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．直桿在池底的影長(zhǎng)中午比早晨更長(zhǎng)
B．直桿在水面的影長(zhǎng)為0.9m
C．水的折射率為
D．當(dāng)太陽(yáng)光和水面的夾角變化時(shí)，在水面上有可能發(fā)生全反射
8．（2024上·山東菏澤·高二山東省鄄城縣第一中學(xué)校考階段練習(xí)）如圖所示為固定的某介質(zhì)半圓柱的橫截面，O點(diǎn)為圓心，OO'為直徑MN的垂線，足夠大的光屏PQ緊靠半圓柱右側(cè)且垂直于MN。一束綠光沿半徑方向射向O點(diǎn)，入射光線與OO'的夾角θ=45°時(shí)，光屏出現(xiàn)兩個(gè)光斑，兩個(gè)光斑到N點(diǎn)的距離之比為1∶；入射光線與OO'的夾角為α?xí)r，光屏上恰好只出現(xiàn)一個(gè)光斑。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．該介質(zhì)對(duì)綠光的折射率為
B．若θ減小，則光屏上兩個(gè)光斑的距離會(huì)減小
C．如果換成紅光，以α角沿半徑方向射向O點(diǎn)，光屏上一定會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)光斑
D．如果換成紫光，以α角沿半徑方向射向O點(diǎn)，光屏上一定會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)光斑
9（2024上·山東德州·高三統(tǒng)考期末）由玻璃材質(zhì)制成的實(shí)心正四面體形吊燈，棱長(zhǎng)為L(zhǎng)，單色點(diǎn)光源嵌在其幾何中心點(diǎn)。吊燈使用的玻璃對(duì)該單色光的折射率為，只考慮由點(diǎn)光源直接射向表面的光線，則有光出射的區(qū)域面積為（ ）
A．B．C．D．
10．（2024·廣西貴港·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，單色光Ⅰ和Ⅱ從半圓形玻璃磚的圓心入射時(shí)，均從玻璃磚圓面上的同一位置離開(kāi)玻璃磚，單色光Ⅰ與單色光Ⅱ相比（ ）
A．在同種玻璃中單色光Ⅰ的折射率較小
B．若光束從水中射向空氣，則單色光Ⅰ比單色光Ⅱ更難發(fā)生全反射
C．單色光Ⅰ在玻璃磚從到P用時(shí)較長(zhǎng)
D．用單射光Ⅰ和單色光Ⅱ在同一裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，用單射光Ⅰ做條紋間距較大
11．（2023上·貴州黔西·高三?？茧A段練習(xí)）如圖所示為一個(gè)三棱鏡的橫截面ABC，∠ACB=90°，一束光線從O點(diǎn)射入三棱鏡，光線與AC界面的法線的夾角為53°，光線經(jīng)折射后在BC界面上恰好發(fā)生全反射。已知sin53°=0.8，則該三棱鏡的折射率為（ ）
A．1.50B．C．D．1.20
12．（2023上·遼寧·高三校聯(lián)考期末）某同學(xué)在商場(chǎng)購(gòu)買了一個(gè)“水晶玻璃半球”（半徑為R），欲利用所學(xué)的光學(xué)知識(shí)探究該“水晶玻璃半球”的光學(xué)性質(zhì)。O點(diǎn)是勻質(zhì)玻璃半球體的球心。平面水平放置，現(xiàn)用一束紅光從距離口點(diǎn)為的C點(diǎn)入射至玻璃半球內(nèi)，光線與豎直方向的夾角為θ，當(dāng)θ=0°時(shí)光線恰好在球面發(fā)生全反射，若只考慮第一次射到各表面的光線，光在真空中傳播的速率為c，則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A．該玻璃半球?qū)t光的折射率為
B．紅光在玻璃半球中傳播速度為
C．調(diào)整角θ，若要使紅光從球形表面出射后恰好與入射光平行，則θ=37°
D．θ=0°時(shí)用綠光從C點(diǎn)入射至玻璃半球內(nèi)，光線不能在球面發(fā)生全反射
13．（2024·河南·統(tǒng)考一模）如圖，將一平面鏡置于某透明液體中，光線以入射角進(jìn)入液體，經(jīng)平面鏡反射后恰好不能從液面射出。此時(shí)，平面鏡與水平面（液面）夾角為，光線在平面鏡上的入射角為。已知該液體的折射率為，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．
B．
C．若略微增大，則光線可以從液面射出
D．若略微減小i，則光線可以從液面射出
14.（2023·廣西南寧·南寧三中校考模擬預(yù)測(cè)）完全失重時(shí)，液滴呈球形，氣泡在液體中將不會(huì)上浮。中國(guó)空間站的“天宮課堂”曾完成一項(xiàng)水球光學(xué)實(shí)驗(yàn)，航天員向水球中注入空氣，形成了一個(gè)內(nèi)含氣泡的水球。如圖所示，若氣泡與水球同心，水球整體半徑R和氣泡半徑r，有。在過(guò)球心的平面內(nèi)，用一束單色光以60°的入射角照射水球的A點(diǎn)，經(jīng)折射后射到水球與氣泡邊界的N點(diǎn)，AN=r。已知光在真空中的傳播速度為c、下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．此單色光在水中的折射率
B．此單色光從空氣進(jìn)入水球，光的傳播速度一定變大
C．此單色光在N點(diǎn)不會(huì)發(fā)生全反射
D．此單色光從A到N的傳播時(shí)間為
15．（2024·全國(guó)·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）半徑為R的扇形為柱形玻璃磚的截面，，AO面水平，一束單色光照射在AO面上的D點(diǎn)，入射光線與OC平行，折射光線照射在圓弧的最高點(diǎn)B點(diǎn)，在B點(diǎn)的反射光線剛好與OC面垂直，光在真空中傳播的速度為c、
（1）試判斷光線照射在B點(diǎn)會(huì)不會(huì)發(fā)生全反射；
（2）求玻璃磚對(duì)光的折射率及光從D點(diǎn)傳播到OC面所用的時(shí)間。
16．（2023上·江蘇無(wú)錫·高二統(tǒng)考期末）如圖所示，直角三角形ABC為某種透明介質(zhì)的橫截面，，，AB面涂有反光材料。某單色光從BC上的D點(diǎn)垂直BC射入介質(zhì)，經(jīng)AB面反射后從AC面上射出，射出方向與AB面垂直。已知，不考慮光在AC面的反射。求：
（1）介質(zhì)的折射率；
（2）光在介質(zhì)中的傳播時(shí)間？
【
17（2023·山東·統(tǒng)考高考真題）一種反射式光纖位移傳感器可以實(shí)現(xiàn)微小位移測(cè)量，其部分原理簡(jiǎn)化如圖所示。兩光纖可等效為圓柱狀玻璃絲M、N，相距為d，直徑均為，折射率為n（）。M、N下端橫截面平齊且與被測(cè)物體表面平行。激光在M內(nèi)多次全反射后從下端面射向被測(cè)物體，經(jīng)被測(cè)物體表面鏡面反射至N下端面，N下端面被照亮的面積與玻璃絲下端面到被測(cè)物體距離有關(guān)。
（1）從M下端面出射的光與豎直方向的最大偏角為，求的正弦值；
（2）被測(cè)物體自上而下微小移動(dòng)，使N下端面從剛能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃絲下端面到被測(cè)物體距離b的相應(yīng)范圍（只考慮在被測(cè)物體表面反射一次的光線）。
18．（2018·全國(guó)·高考真題）如圖所示，是一直角三棱鏡的橫截面，，，一細(xì)光束從BC邊的D點(diǎn)折射后，射到AC邊的E點(diǎn)，發(fā)生全反射后經(jīng)AB邊的F點(diǎn)射出。EG垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中點(diǎn)。不計(jì)多次反射。
（1）求出射光相對(duì)于D點(diǎn)的入射光的偏角；
（2）為實(shí)現(xiàn)上述光路，棱鏡折射率的取值應(yīng)在什么范圍？
19．（2022·重慶·高考真題）如圖所示，水面上有一透明均質(zhì)球，上半球露出水面，下半球內(nèi)豎直中心軸上有紅、藍(lán)兩種單色燈（可視為點(diǎn)光源），均質(zhì)球?qū)煞N色光的折射率分別為和。為使從光源照射到上半球面的光，都能發(fā)生折射（不考慮光線在球內(nèi)反射后的折射），若紅燈到水面的最大距離為，
（1）求藍(lán)燈到水面的最大距離；
（2）兩燈都裝在各自到水面的最大距離處，藍(lán)燈在紅燈的上方還是下方？為什么？
20．（2022·廣東·高考真題）一個(gè)水平放置的圓柱形罐體內(nèi)裝了一半的透明液體，液體上方是空氣，其截面如圖所示。一激光器從罐體底部P點(diǎn)沿著罐體的內(nèi)壁向上移動(dòng)，它所發(fā)出的光束始終指向圓心O點(diǎn)。當(dāng)光束與豎直方向成角時(shí)，恰好觀察不到從液體表面射向空氣的折射光束。已知光在空氣中的傳播速度為c，求液體的折射率n和激光在液體中的傳播速度v。
21.（2022·河北·統(tǒng)考高考真題）如圖，一個(gè)半徑為R的玻璃球，O點(diǎn)為球心。球面內(nèi)側(cè)單色點(diǎn)光源S發(fā)出的一束光在A點(diǎn)射出，出射光線AB與球直徑SC平行，θ = 30°。光在真空中的傳播速度為c。求：
（i）玻璃的折射率；
（ii）從S發(fā)出的光線經(jīng)多次全反射回到S點(diǎn)的最短時(shí)間。

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2 全反射

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