2021-2022新教材粤教版物理选择性必修第一册课时检测：4.3光的全反射与光纤技术含解析

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课时跟踪检测(十九) 光的全反射与光纤技术

1．关于全反射，下列叙述正确的是(　　)

A．发生全反射时仍有折射光线，只是折射光线非常弱

B．光从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射现象

C．光从光密介质射向光疏介质时，可能不发生全反射现象

D．光从光疏介质射向光密介质时，可能发生全反射现象

解析：选C　发生全反射时折射光线的能量为零，折射光线消失，所以选项 A错误；

发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角，二者缺一

不可，所以选项 B、D错误，选项 C正确。

2．一条光线由水中射向空气，当入射角由 0°逐渐增大到 90°时，下列说法正确的是(

)

A．折射角由 0°增大到大于 90°的某一角度

B．折射角始终大于入射角，当折射角等于 90°时，发生全反射

C．折射角始终小于 90°，不可能发生全反射

D．入射角的正弦与折射角的正弦之比逐渐增大

解析：选B　光线由水射向空气，根据折射定律可知 nsin θ1＝sin θ2，而 n>1, 所以存

在折射时，总是 θ2>θ1，直到 θ2＝90°(发生全反射)为止。发生全反射以后，折射光线不存

在，折射定律不再适用。该题中，发生全反射以前，入射角的正弦与折射角的正弦之比就

是n，是一个常数，B项正确。

3．(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点发生全发射

C．从 F点出射的光束与入射到 E点的光束不平行

D．从 F点出射的光束与入射到 E点的光束平行

解析：选AC　在 E点作出法线可知入射角为 60°，折射角为 30°，折射率为，选项 A

正确；由光路的可逆性可知，在 BC 边上的入射角小于临界角，不会发生全发射，选项 B

错误；从 F点出射的反射光线与法线的夹角为 30°，折射光线与法线的夹角为 60°，由几何

关系知，不会与入射到 E点的光束平行，选项 C正确，选项 D错误。

4.三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。设光在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ这三种介质中的速率分别是

v1、v2、v3，则它们速率的关系是(　　)

A．v1>v2>v3　　　　　 B．v1>v3>v2

C．v1<v2<v3D．v2>v1>v3

解析：选B　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，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，根据光在介质中的速率公式 v＝得知，光速与折射率

成反比，则 v1>v3>v2，B项正确。

5．光在某种介质中传播时的速度为 1.5×108 m/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°

解析：选C　根据 n＝，sin iC＝，得 sin iC＝＝＝，得 iC＝30°，C项正确。

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，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．r　　　　　 B．r

C．rD．r

解析：选A　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 sin iC＝＝＝，解得 h

＝r，A项正确。

7.(多选)(2020·湖南长沙期末)　如图所示，一束光从空气中射向折射

率n＝的某种玻璃的表面， i表示入射角，光在真空中的传播速度 c＝

3×108 m/s，则下列说法正确的是(　　)

A．当 i>45°时会发生全反射现象

B．无论入射角是多大，折射角 r都不会超过 45°

C．当入射角满足 tan i＝时，反射光线跟折射光线恰好垂直

D．光在该玻璃中的传播速度 v＝1.5×108 m/s

解析：选BC　光从空气中射向玻璃表面时，不可能发生全反射，故 A错误。根据折

射定律 n＝知，当入射角最大时，折射角也最大，而最大的入射角约为 90°，则由 n＝，得

sin γ＝≈，γ≈45°，所以最大的折射角约为 45°(小于 45°)，故 B正确。当反射光线跟折射

光线恰好互相垂直时，设折射角为 β，有 i＋β＝90°，则 n＝＝＝tan i，所以 tan i＝，故 C

正确。光在该玻璃中的传播速度 v＝＝ m/s≈2.1×108 m/s，故 D错误。

8．如图所示，一条长度为 L＝5.0 m 的光导纤维用折射率为 n＝的材料制成，一束激

光束由其左端的中心点以 α＝45°的入射角射入光导纤维内，经过一系列全反射后从右端射

出。(已知光在真空中的传播速度为 c)则

(1)该激光束在光导纤维中的传播速度 v是多大？

(2)该激光束在光导纤维中传输所经历的时间 t是多少？

解析：(1)由n＝，得 v＝＝c。

(2)设该激光束进入光导纤维时的折射角为 β，由折射定律，有＝n，解得 β＝30°，则

激光束在光纤中传输的路程 s＝＝ m，所以传输时间 t＝＝(s)。

答案：(1)c　(2)(s)

9．(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

分界面，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

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