高中物理选择性必修一第四章光
第二节全反射课后习题答案
1.光由折射率为1.5的玻璃和2.42的金刚石进入空气时的临界角各是多大？
解析：根据临界角公式sinC=1𝑛，可知光由玻璃进入空气时的临界角为：C1=arcsin11.5=arcsin23；光由金刚石进入空气时的临界角为：
C1=arcsin12.42=arcsin50121 。
2.光从折射率为√2的介质中以40°的入射角射到介质与空气的交界面上时，能发生全反射吗？
解析：根据临界角公式sinC=1𝑛，可知，C=45°，由于以40°的入射角射到介质与空气的交界面上时，小于临界角，故不能发生全反射.
3.下图是一个用折射率n=2.4的透明介质做成的四棱柱的横截面图，其中∠A=∠C=90°，∠B=60°，现有一束光从图示的位置垂直入射到棱镜的AB面上，画出光路图确定射出光线。注意：每个面的反射光线和折射光线都不能忽略。
解析：
4.如图所示，光导纤维可简化为长玻璃丝的示意图，玻璃丝长为l，折射率为n（n<√2）。AB代表端面。为使光能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面。求光在端面AB上的入射角θ应满足的条件。
解析：设光线在端面AB上C点(见图)的入射角为i，折射角为r，由折射定律，有
①
设该光线射向玻璃丝内壁D点的入射角为，为了使该光线可在此光导纤中传播，应有
②
式中，θ是光线在玻璃丝内发生全反射时的临界角，它满足
③
由几何关系得
④
由①②③④式通过三角变换得
（2）求解光在玻璃丝内全反射传播所需的最长时间。
全反射
课后篇巩固提升
必备知识基础练
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
解析全反射发生的条件是光从光密介质射向光疏介质和入射角大于等于临界角,二者缺一不可,故选项B、D错误,C正确;发生全反射时,折射光线全部消失,只剩下反射光线,选项A错误。
答案C
2.光线由空气透过半圆形玻璃砖,再射入空气的光路图中,正确的是(玻璃的折射率为1.5)( )
A.图乙、丙、丁 B.图乙、丁
C.图乙、丙 D.图甲、丙
解析题图甲、乙情景中,光由空气进入玻璃,由光疏介质进入光密介质,应有θ1>θ2,乙正确,甲错误;题图丙、丁情景中,光由玻璃进入空气中,sin C=1𝑛=23<√22=sin 45°,即C<45°,即入射角大于临界角,应发生全反射,丙错误,丁正确。
答案B
3.(2021山东潍坊一中高二期末)将塑料瓶下侧开一个小孔,瓶中灌入清水,水就从小孔流出。将激光水平射向塑料瓶小孔,观察到激光束沿水流方向发生了弯曲,光被限制在水流内。则下列说法正确的是( )
A.激光束发生弯曲是因为光在水柱与空气界面上发生折射
B.激光束发生弯曲是因为光在水柱与空气界面上发生全反射
C.改用折射率更大的液体,激光束便不能被限制在水流内
D.激光在水中的传播速度大于其在空气中的传播速度 解析激光束发生弯曲是因为光在水柱与空气界面上发生了全反射,就像光导纤维一样,选项A错误,B正确;改用折射率更大的液体,根据sin C=1𝑛,得临界角变小,光束仍可在水流中发生全反射,选项C错误;根据v=𝑐𝑛可知,激光在水中的传播速度小于其在空气中的传播速度,选项D错误。
答案B
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,设定光在这三种介质中的速率分别是v1、v2、v3,则它们的大小关系是( )
4.1光的折射教学设计
教材分析：
本节课主要学习光的折射定律和折射率。光的折射是波的反射和折射在光波传播中的具体体现，研究的是一种独特的光学现象，与全反射和色散联系的非常紧密。光的折射定律是几何光学的三大基本规律之一，是研究几何光学的重要法宝，是几何光学的核心知识之一，是本章的一个教学重点。在应用时，一定要注意作图，突出几何的特点。
学生分析：
学生在初中已经学过光的反射和折射，但没有深入学习光的折射所遵循的定量关系。学生已具备一定的实验操作技能，对物理学的研究方法已有一定的了解，在自主学习、合作探究等方面的能力有了一定提高。本节可按照学生的认知规律，由浅入深进行教学，首先让学生认识光的折射现象，然后探究光的折射规律，理解折射率的概念，最后进行运用。
教学目标：
1、理解折射定律的确切含义，并能用来解释有关的现象和有关的计算。
2、理解光的折射率，了解介质的折射率与光速的关系，并能用来计算。
3、知道光路是可逆的，并能用光的折射规律进行解释。
4、经历“光的折射规律”的探究过程，学习描绘光路，记录实验数据的方法。
5、体验由折射引起的错觉。初步领略折射现象的美妙，获得对自然现象的热爱、亲近的情感。
教学重点
光的折射定律的理解和应用；折射率。
教学难点
光的折射率的理解。
教学准备
激光光学演示仪、激光笔、玻璃砖、玻璃缸、杆、多媒体。
教学过程设计
一、 引入新课
通过两个演示实验，展示生活中光的折射现象，激发学生的学习兴趣，为本节课的教学顺利开展创造条件。
演示一：观察硬币
演示二：观察杆在水中的折射
二、 新课教学
（一）光的折射定律
教师借助光的折射演示仪，演示光从空气射入水时，在界面发生反射和折射，用问题引导学生仔细观察实验现象，明确入射光线、法线、折射光线的位置关系，以及折射角随入射角大小变化关系。
问题：
1、光从一种介质射入另一种介质时，入射光 线、折射光线、法线是否在同一平面内？
【2019统编版】
人教版高中物理选择性必修第一册
第四章《光》全章节同步练习
第四章《光》
4.1《光的折射》同步练习
4.2《全反射》同步练习
4.3《光的干涉》同步练习
4.4《实验：用双缝干涉测量光的波长》同步练习
4.5《光的衍射》同步练习
4.6《光的偏振 激光》同步练习
本章测试卷及答案
4.1 光的折射
一、选择题
1.下列说法正确的是( )
A.光从一种介质进入另一种介质时,一定会发生偏折
B.光从空气进入其他介质时,折射角大于入射角
C.光从空气进入其他介质时,速度要减小
D.折射是指光的传播方向发生改变的现象
2.下列哪一幅图正确表示了光从空气进入玻璃中的光路( )
3.(多选)如图所示,虚线表示两种介质的界面及其法线,实线表示一束光线以及它射向界面后发生反射和折射的光线,以下说法正确的是( )
A.bO不可能是入射光线
B.aO是入射光线
C.cO是入射光线
D.Ob是反射光线
4.(多选)关于折射率,下列说法正确的是( )
A.某种介质的折射率等于光在介质中的传播速度v与光在真空中的传播速度c的比值
B.折射角和入射角的大小决定着折射率的大小
C.两种介质相比较,折射率小的介质折光能力较差
D.任何介质的折射率都大于1
E.折射率的大小由介质本身决定
5.关于光的折射现象,下列说法中正确的是( )
A.折射角一定小于入射角
B.折射率跟折射角的正弦值成反比
C.折射率大的介质,光在其中的传播速度小
D.折射角增大为原来的2倍,入射角也增大为原来的2倍
6.如图所示,光在真空和某介质的界面MN上发生折射,由图可知( )
A.光是从真空射入介质的
B.介质的折射率为√32
C.介质的折射率为√3
D.反射光线与折射光线的夹角为60°
7.某单色光由某种介质射向空气,当入射角为30°时,折射光线与反射光线刚好垂直,则该介质对该种色光的折射率为( )
A.2 B.√2 C.1.5 D.√3
