《2024年新编高中同步作业高中物理选择性必修第一册人教版》

[微训练]
根据预习内容判断以下说法的正误。
1. 截面为三角形的棱镜是全反射棱镜。（ ）
2. 沿着任意方向射入全反射棱镜的光都能发生全反射。（ ）
3. 光导纤维内芯的折射率比外套的折射率小。（ ）
4. 光在光导纤维中传播时，在内芯和外套的界面上发生全反射。（ ）

答案： 1. × 2. × 3. × 4. √

[探究活动]
如图所示，潜水员正在潜水。

潜水员看岸上的所有景物都出现在一个倒立的圆锥里，为什么？

答案：
提示：作光路图如图所示。

岸上所有景物发出的光，射向水面的入射角分布在$0^{\circ} \sim 90^{\circ}$之间，射入水中的折射角在$0^{\circ}$到临界角$C$之间，所以岸上的所有景物都出现在一个倒立的圆锥里。

[评价活动]
1. 如图所示，介质Ⅰ的折射率为$\sqrt{2}$，介质Ⅱ为空气。下列说法正确的是（ ）

A. 光线a、b都不能发生全反射
B. 光线a、b都能发生全反射
C. 光线a能发生全反射，光线b不能发生全反射
D. 光线a不能发生全反射，光线b能发生全反射

答案： C 解析：由于介质Ⅱ是空气，与介质Ⅰ相比，介质Ⅰ为光密介质，根据发生全反射的条件可知光线b不可能发生全反射，B、D错误；从介质Ⅰ射向介质Ⅱ的光线发生全反射的临界角$C$满足$\sin C = \frac{1}{n} = \frac{\sqrt{2}}{2}$，解得$C = 45^{\circ}$，由题图可知，光线a的入射角为$60^{\circ} ＞ C = 45^{\circ}$，则光线a能发生全反射，因此A错误，C正确。

2.（2023·湖南卷）（多选）一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为α，如图所示。他发现只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是（ ）

A. 水的折射率为$\frac{1}{\sin41^{\circ}}$
B. 水的折射率为$\frac{1}{\sin49^{\circ}}$
C. 当他以α = 60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60°
D. 当他以α = 60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于60°

答案： BC 解析：只有当$\alpha$大于$41^{\circ}$时，岸上救援人员才能接收到潜水爱好者发出的激光光束，则说明$\alpha = 41^{\circ}$时激光恰好发生全反射，则$\sin(90^{\circ} - 41^{\circ}) = \frac{1}{n}$，得$n = \frac{1}{\sin49^{\circ}}$，A错误，B正确；当潜水爱好者以$\alpha = 60^{\circ}$向水面发射激光时，入射角$i_1 = 30^{\circ}$，根据折射定律有$n\sin i_1 = \sin i_2$，折射角$i_2 ＞ 30^{\circ}$，则岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于$60^{\circ}$，C正确，D错误。