第十三章 第2节 全反射 基础训练
(90分钟 100分)
一、选择题(共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有的小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)
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
2.(多选)光从介质a射向介质b，如果要在a、b介质的分界面上发生全反射，那么必须满足的条件是( ) A．a是光密介质，b是光疏介质
B．光在介质a中的速度必须大于在介质b中的速度 C．光的入射角必须大于或等于临界角 D．光的入射角必须小于临界角
3．(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
4．如图1是在高山湖泊边拍摄的一张风景照片，湖水清澈见底，近处湖面水下的景物(石块、砂砾等)都看得很清楚，而远处则只看到对岸山峰和天空彩虹的倒影，水面下的景物则根本看不到．下列说法中正确的是( )
图1
A．远处山峰的倒影非常清晰，是因为山峰的光线在水面上发生了全反射 B．光线由水射入空气，光的波速变大，波长变小
C．远处水面下景物的光线射到水面处，入射角很大，可能发生了全反射，所以看不见
D．近处水面下景物的光线射到水面处，入射角较小，反射光强而折射光弱，因此有较多的能量射出水面而进入人眼睛中
5. 某种介质对空气的折射率是2，一束光从该介质射向空气，入射角是60°，则下列光路图中正确的是(图
中Ⅰ为空气，Ⅱ为介质)( )
6．下列选项为光线由空气进入全反射玻璃棱镜再由棱镜射入空气的光路图．可以发生的是( )
7. (多选)如图4所示，半圆形玻璃砖放在空气中，三条同一颜色、强度相同的光线，均由空气沿半圆半径方向射入玻璃砖，到达玻璃砖的圆心位置．下列说法正确的是( )
图4
A．假若三条光线中只有一条在O点发生了全反射，那一定是aO光线 B．假若光线bO能发生全反射，那么光线cO一定能发生全反射 C．假若光线bO能发生全反射，那么光线aO一定能发生全反射
D．假若光线aO恰能发生全反射，则光线bO的反射光线比光线cO的反射光线的亮度大
8．(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
9．(多选)一束光从空气射向折射率为n＝2的某种玻璃的表面，如图1所示，i表示入射角，r表示折射角，则( )
图1
A．当i>45°时，会发生全反射现象
B．无论入射角i是多大，折射角r都不会超过45° C．欲使折射角r＝30°，光线应以i＝45°的角度入射 D．当tan i＝2时，反射光线跟入射光线恰好互相垂直
10．(多选)如图2所示，一束平行光从真空中垂直射向一块半圆形的玻璃砖的平面界面，下列说法正确的是( )
图2
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玻璃砖而不发生偏折
D．圆心两侧一定范围外的光线将在曲面上产生全反射
11. 光导纤维的结构如图6所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．以下关于光导纤维的说法正确的是( )
图6
A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 C．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射 D．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用
12. 空气中两条光线a和b从方框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光线如图7所示．方框内有两个折射率n＝1.5的玻璃全反射棱镜．下图给出了两棱镜的四种放置方式的示意图．其中能产生图中效果的是( )
图7
二、实验·计算题(共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13.某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率．开始玻璃砖的位置如图4中实线所示，使大头针P1、P2与圆心O在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动，同时在玻璃砖的直径边一侧观察P1、P2的像，且使P2的像挡住P1的像．当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失．此时只须测量出____________，即可计算出玻璃砖的折射率．请用你测量的量表示出折射率n＝________.
图4
14.如图3所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧状，一细束单色光由MN端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射，然后垂直PQ端面射出．
图3
(1)求该玻璃棒的折射率；
(2)若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面EF上时________(填“能”“不能”或“无法确定能否”)发生全反射．
15. 如图5所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB为直径．来自B点的光线BM在M点射出，出射光线平行于AB，另一光线BN恰好在N点发生全反射．已知∠ABM＝30°，求：
图5
(1)玻璃的折射率； (2)球心O到BN的距离．
16．如图8所示为某等腰直角三棱镜ABC的截面图，一条光线与AB面成45°角入射，已知棱镜材料的折射
率n＝2，求：
图8
(1)光线经过AB面时的折射角；
(2)通过计算说明光线第一次到达BC面时能否从BC面射出．