《全反射的临界态问题》全反射的临界态问题 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《全反射的临界态问题》全反射的临界态问题

1多选题

(多选)如图所示，一束平行光从真空射向一块半圆形玻璃砖，下列说法中正确的是（　　）

A

只有圆心两侧一定范围内的光线不能通过玻璃砖

B

只有圆心两侧一定范围内的光线能通过玻璃砖

C

通过圆心的光线将沿直线穿过不发生偏折

D

圆心两侧一定范围外的光线将在曲面产生全反射

题目答案

BCD

答案解析

分析：

当平行光垂直照射玻璃半球面时，圆弧面上只有部分区域有光射出，当光线射到圆弧面上发生全反射时，将不能射出．

解答：

解：平行光线从玻璃砖射到右侧圆弧面上，在有些区域会发生全反射，只有部分区域有光射出，设光线射到C点时恰好发生了全反射，此时入射角为i，则i=C；在C点的上方，入射角大于临界角，光线发生全反射，在AC范围内没有光线射出，根据对称性可知，玻璃砖下方对称部位，也没有光线射出，所以只有圆心两侧一定范围内的光线在曲面上不发生全反射，能通过玻璃砖，其中通过圆心的光线将沿直线穿出不发生偏折，圆心两侧一定范围外的光线将在曲面产生全反射，故选项1-错误，选项2-选项3-选项4-正确．故选：选项2-选项3-选项4-

点评：

本题关键要掌握全反射产生的条件，作出光路图，结合几何知识进行解题．

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2单选题

如图所示，两束相同的平行单色光a、b照射到一块矩形玻璃砖的上表面，发生折射后分别照射到PQ和NQ界面上，下列说法中正确的是(　　)

A
两束折射光都可以在界面上发生全反射
B
两束折射光都不会在界面上发生全反射
C
折射光d可能发生全反射
D
折射光c可能发生全反射

题目答案

C

答案解析

分析：

发生全反射的条件是：一光从光密介质射入光疏介质；二是入射角大于临界角．根据全反射的条件、折射定律和光路的可逆性进行分析．

解答：

解：c光线射到PQ面上时入射角等于在玻璃砖上表面的折射角，根据光路的可逆性可知，光线c不能可能发生全反射，一定能从PQ射出，而且射出时折射角等于在上表面的入射，而光线d与临界角的关系无法确定，可能入射角大于临界角，在NQ面上发生全反射，故C正确，ABD错误．

故选C

点评：

全反射及其条件是考试的热点，要理解并牢固掌握，光路的可逆性是理解平行玻璃砖光路常用的思路．

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3多选题

(多选)半圆形玻璃砖横截面如图，AB为直径，O点为圆心．在该截面内有a、b 两束单色可见光从空气垂直于AB摄入玻璃砖，两入射点到O的距离相等．两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示：则a、b两束光，(　　)

A
a光频率比b光大
B
以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角大
C
在同种均匀介质中传播，a光的传播速度较大
D
分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大

题目答案

CD

答案解析

分析：

通由光路图可知，a、b两束光照射到圆弧面上的入射角相等，b光发生了全反射，a光未发生全反射，根据sinC=$\frac {1}{n}$得出两光的折射率大小，从而根据n=$\frac {c}{v}$公式比较出光在介质中的速度大小．通过折射率的大小比较出频率和波长的大小，从而判断干涉条纹间距的大小．

解答：

解：A、由图知，b光发生了全反射，a光未发生全反射，说明b光全反射临界角较小，根据sinC=$\frac {1}{n}$得知，b光的折射率大，则b光的频率大，故A错误．

B、以相同的入射角从空气斜射入水中，根据折射定律n=$\frac {sini}{sinr}$可知，b光的折射率大，则b光的折射角小．故B错误．

C、b光的折射率大，根据v=$\frac {c}{n}$知，b光的传播速度小，a光的传播速度大．故C正确．

D、a光的折射率小，频率小，波长大，根据干涉条纹的间距△x=$\frac {L}{d}$知，a光的干涉条纹间距大．故D正确．

故选：CD．

点评：

解决本题的突破口通过全反射比较出a、b两光的折射率大小．知道折射率、频率、波长、在介质中的速度等关系．

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4单选题

abc为一全反射棱镜，它的主截面是等腰直角三角形，如图所示，一束白光垂直入射到ac面上，在ab面上全反射；若光线在ac面上入射点位置不变，改变入射光的方向(不考虑自bc面反射的光线)，已知C_红＞C_紫(c为临界角)，那么（　　）

A
使入射光按顺时针方向逐渐偏转，如果有色光从ab面射出，则红光将首先射出
B
使入射光按顺时针方向逐渐偏转，如果有色光从ab面射出，则紫光将首先射出
C
使入射光按逆时针方向逐渐偏转，如果有色光从ab面射出，则紫光将首先射出
D
使入射光按逆时针方向逐渐偏转，如果有色光从ab面射出，则红光将首先射出

题目答案

A

答案解析

分析：

逆时针旋转入射光，入射角仍然大于临界角，发生全反射，顺时针旋转入射光时，部分光线折射出来，折射率小的光线先出来．

解答：

解：A、若入射光顺时针旋转，则会有光在ab面射出，但红光比紫光折射率小(更难发生全反射)，故红光先(免除全反射)从ab面射出，A正确，B错误．

C、垂直射入ac面的白光在ab面已发生全反射，若入射光逆时针旋转，则光在ab面上仍会发生全反射，不会射出，CD错误；

故选：A

点评：

本题考查了全反射、折射的知识点，波长越长的光折射率越小，临界角越大．

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