发布时间 : 星期一 文章2019-2020学年新一线导学同步人教版高中物理选修3-4_第十三章 (2)更新完毕开始阅读6820e1ea2bf90242a8956bec0975f46527d3a7a7
4.(全反射的应用)如图9所示的圆柱形容器中盛满折射率n＝2的某种透明液体，容器底部安装一块平面镜，容器直径L＝2H，在圆心正上方高度h处有一点光源S，要使人从液体表面上任意位置处能够观察到点光源S发出的光，h应该满足什么条件？
图9
答案 H>h≥(3－1)H
解析 要使人从液体表面上任意位置处能够观察到点光源S发出的光，点光源发出的光必须全部能折射进入空气，根据对称性，作出点光源经平面镜所成的像S′，如图所示，当光射向水面时，入射角不大于临界角，光线才能射入空气中．
1
则入射角i≤C，C为全反射临界角，则有：sin C＝ n
L2
根据几何关系得：sin i＝，且L＝2H
L22??＋?H＋h?2
解得：h≥(3－1)H 故H>h≥(3－1)H.
一、选择题
考点一 对全反射的理解
1．关于全反射，下列叙述中正确的是( )
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 答案 C
解析 发生全反射时折射光线消失，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．(多选)酷热的夏天，在平坦的柏油公路上你会看到在一定的距离之外，地面显得格外的明亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影．但当你靠近“水面”时，它也随你的靠近而后退，对此现象的正确解释是( )
A．同海市蜃楼的光学现象具有相同的原理，是由于光的全反射作用造成的 B．“水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉 C．太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率大，发生全反射 D．太阳辐射到地面，使地面温度升高，折射率小，发生全反射 答案 AD
3.(多选)(2018·厦门一中高二下学期期中)夏天，海面上的下层空气的温度比上层低．我们设想海面上的空气是由折射率不同的许多水平气层组成的，远处的景物发出的光线由于不断被折射，越来越偏离原来的方向，以至发生全反射．人们逆着光线看去就出现了蜃景，如图1所示，下列说法中正确的是( )
图1
A．海面上上层空气的折射率比下层空气的折射率要小 B．海面上上层空气的折射率比下层空气的折射率要大 C．A是蜃景，B是景物 D．B是蜃景，A是景物 答案 AC
解析 由题意，夏天海面上的下层空气的温度比上层低，下层空气的密度比上层大，折射率也比上层大，故A正确，B错误；我们可以把海面上的空气看作是由折射率不同的许多水平气层组成的．远处的景物发出的光线射向空中时，由于不断被折射，越来越偏离法线方向，进入上层的入射角不断增大，以致发生全反射，光线反射回地面，人们逆着光线看去，就会看到远方的景物悬在空中，而产生了“海市蜃楼”现象．可见，题图中A是全反射形成的蜃景，B是景物，故C正确，D错误．
4．(多选)如图2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( )
图2
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，则选项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，入射角总是小于临界角，因此也不会发生全反射现象，选项D正确．
5．(2018·北京101中学高二下学期期中)如图所示，将一个半圆形玻璃砖置于空气中，当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O时，下列情况不可能发生的是( )
答案 B
解析 当光由空气射入半圆形玻璃砖时，折射角应小于入射角，所以A可能发生，B不可能发生；当光由半圆形玻璃砖射入空气时，若入射角小于临界角，既有反射又有折射，折射角大于入射角，C是可能发生的；当光由半圆形玻璃砖射入空气时，若入射角大于或等于临界角，会发生全反射，光线就不能进入空气，D可能发生． 考点二 全反射棱镜
6．自行车尾灯采用了全反射棱镜的原理，它虽然本身不发光，但在夜间行驶时，从后面开来的汽车发出的强光照在自行车尾灯上，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车．尾灯由透明介质做成，其外形如图3所示．下列说法中正确的是( )
图3
A．汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的左表面发生全反射 B．汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的右表面发生全反射 C．汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的右表面发生全反射 D．汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的左表面发生全反射 答案 B