鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第4章 光的折射和全反射第3节 光的全反射复习练习题

4.3光的全反射同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共13题）

1．某玻璃棱镜的截面如图所示，由半径为R的四分之一圆和直角三角形构成，玻璃折射率为，一平行细光束从D点入射，OD=R，以下判断正确的是（　　）

A．有光从AB射出 B．有光从BC水平射出

C．有光从OC垂直射出 D．有光从OC射出

2．在海面上经常发生海市蜃楼现象。如果沿水平和竖直方向建立直角坐标系xOy，竖直向上为y轴的正方向，则海面上方空气的折射率沿y轴正方向是变化的。可以判定海面上方空气的折射率沿y轴正方向发生变化的情况是（　　）

A．折射率沿y轴正方向逐渐增大

B．折射率沿y轴正方向先增大后减小

C．折射率沿y轴正方向逐渐减小

D．折射率沿y轴正方向先减小后增大

3．一半圆形玻璃砖的横截面如图所示，半圆的半径为R、圆心为O。一光线DE沿横截面从直径AB上的E点以入射角经玻璃砖折射后，射到圆弧AB上的F点（图中未画出）恰好发生全反射。已知玻璃砖对该光线的折射率，则O、E两点间的距离为（　　）

A． B． C． D．

4．一束复色光从空气射入光导纤维后分成a、b两束单色光，光路如图所示，比较内芯中的a、b两束光，a光的（　　）

A．频率小，发生全反射的临界角小

B．频率大，发生全反射的临界角小

C．频率小，发生全反射的临界角大

D．频率大，发生全反射的临界角大

5．如图所示，一平行光恰好完整的射在半圆玻璃的上表面，在距离玻璃上表面8 m的正下方有一足够长的长方形玻璃，且长方形玻璃的厚度为2 m，现已知玻璃的折射率为，忽略半圆玻璃的厚度，则从长方形玻璃下表面射出的光线的区域的长度为（　　）

A． B． C． D．

6．光纤通信利用光的全反射将大量信息高速传输。如图所示，一条圆柱形的光导纤维，长为，它的玻璃芯的折射率为，外层材料的衍射率为，光在空气中的传播速度为，若光从它的一端射入经全反射后从另一端射出所需的最长时间为，则下列说法中正确的是（　　）

A． B．

C． D．

7．如图所示，一截面为折射率为n=1.5直角三角形的玻璃砖，，一细激光束自中点垂直射入玻璃砖，在面全反射。光线第一次射到边时，自边折射出的光线与边夹角为，则为（　　）

A． B． C． D．

8．有一腰长为16cm的等腰直角三棱镜，为了测定它的折射率，先把三棱镜的一个端面放在铺好白纸的桌面上，用铅笔画出它的轮廓线ABO，如图所示。从OB上的C点观察A，发现A的像的位置在D处，测得，，光在真空中的传播速度为c。则下列判断正确的是（　　）

A．观察者看到A点的像时的折射光线对应的折射角的正弦值为0.6

B．三棱镜的折射率为

C．光在三棱镜中传播的速度为

D．光在三棱镜中发生全反射的临界角的正弦值为0.5

9．一束光从空气射向折射率为的某种玻璃的表面，如图所示，θ1表示入射角，则下列说法中不正确的是(        )     

A．无论入射角θ1有多大，折射角θ2都不会超过45°角

B．欲使折射角θ2＝30°，应以θ1＝45°角入射

C．当入射角θ1增大到临界角时，界面上能出现全反射

D．光线进入介质后频率一定不发生变化

10．如图所示，直角三角形ABC为一棱镜的横截面，∠B=90°，∠C=53°，M点为AB边的中点。复色光k由a、b两种单色光混合而成，k由M点平行于底边BC射入棱镜。仅有a光从AC上的N点射出，在BC下侧P点（图中未画出）检测到b光。sin53°=0.8，cos53°=0.6。则下列选项错误的是（　　）

A．该棱镜对b光的折射率等于

B．在BC边下方射出的b光的右侧，可检测到a光

C．若k光经M点斜向下入射，则a光可能在界面AC上发生全反射

D．由M点至N点，a光所用的时间小于b光所用的时间

11．如图1所示，a、b两束单色光分别从左侧中点处射入后与玻璃砖上表面成角，两束射向上表面单色光的折射光线强度与角的关系如图2所示，已知玻璃砖的长为4L，宽为2L，光速为c，下列说法正确的是（　　）

A．a光的折射率为2

B．a光频率比b光的大

C．两单色光分别通过同一双缝干涉装置，a光产生的相邻条纹间距较小

D．若，则b光从开始射入玻璃砖到再次回到入射点时的传播时间为

12．如图所示，一小孩在河水清澈的河面上沿直线以0.5m/s的速度游泳，已知这条河的深度为m，不考虑水面波动对视线的影响。t=0时刻他看到自己正下方的河底有一小石块，t=6s时他恰好看不到小石块了，下列说法正确的是（　　）

A．6s后，小孩会再次看到河底的石块

B．河水的折射率

C．河水的折射率

D．t=0时小孩看到的石块深度为m

13．某透明介质的横截面为半圆，一束平行单色光线垂直于半圆的直径AB射入透明介质，如图所示，在半圆弧上恰好有占半圆周长的的圆弧部分有光透出。则透明介质的折射率为（　　）

A．3 B．1.5 C． D．

二、填空题（共4题）

14．如图所示，某一复色光由半球形玻璃的右侧面斜射到球心O处，经AB界面折射后得到C、D两束可见单色光．已知AB竖直，OO1水平，若＝30°，＝45°，则玻璃对C光的折射率为_______．现将复色光绕O点沿逆时针转动，则__________（填“C”或“D”）光后消失．

15．在北方寒冷的冬天，有时会出现“多个太阳”的“幻日”奇观，这时由于空气中的水蒸气在集冷的大气里凝结成了小冰晶，太阳通过冰晶折射的缘故．如图所示为太阳光照射到六角冰晶上折射的光路图，a、b是太阳光中的两种单色光，由此可以判断，冰晶对单色光a的折射率_________(填“大于”或“小于”)冰晶对单色光b的折射率，单色光a在冰晶中的传播速度比单色光b在冰晶中的传播速度_________(填“大”或“小”)．如果让太阳光从水中射向空气，逐渐增大入射角，则a、b两种单色光中，单色光_________(填“a”或“b”)更容易发生全反射．

16．如图，直径为d、长度的玻璃圆柱体，其中轴线为AB，一束光以入射角θ从A点射入，在侧面恰好发生全反射，经两次反射刚好传播到C点，已知光在真空中的传播速度为c，则该玻璃的折射率n=__________，入射角θ=__________，光从A传播到C的时间为__________。

17．小明有一个圆形量角器， 指针可绕圆心O转动，如图所示．小明用它测量透明液体的折射率，在量角器刻度盘下方300°处固定一个标记物P，然后将量角器竖直放人液体中，使液面与0~180°刻度线相平，保持量角器不动，顺时针缓慢转动指针，逆着指针方向观察，当观察到指针与P在一条直线上时停止转动，此时指针对应的刻度为135°．

(1)该液体的折射率为____．

(2)不断改变标记物P在量角器圆周上的位置，让指针在0~180°范围内转动，逆着指针方向能看到标记物，标记物在液体中对应的刻度范围为____度到____ 度．

三、综合题（共4题）

18．如图所示，某光学仪器由横截面为等腰直角三角形的玻璃砖ABC和以BC为直径的半圆形玻璃砖BDC组成。一束平行单色光垂直整个AB面入射，在AC面发生全反射，然后经BC射入半圆形玻璃砖，有光在BDC圆周上的部分弧上射出。已知半圆形玻璃砖的半径为R=3m，单色光在半圆形玻璃砖中的折射率，求：

（1）等腰直角三角形玻璃砖的折射率应满足什么条件？

（2）光在BDC圆周上能射出的那部分弧长。

19．如图所示，一个半径为R的半圆（O为圆心）玻璃柱弧面镀银，竖直放置在水平面上，一细激光束沿水平方向射在A点，入射光线第一次射到圆弧面上的入射角为60°．入射光线与进入玻璃再出来的出射光线恰好平行．已知玻璃柱对激光的折射率为，激光在真空中的传播速度为c．求：

①AO的距离大小L；

②激光在玻璃柱内的传播时间．

20．某同学欲测直角三棱镜ABC的折射率n，他让一束平行光以一定入射角从空气投射到三棱镜的侧面AB上（不考虑BC面上的光束反射），经棱镜两次折射后，又从另一侧面AC射出．逐渐调整在AB面上的入射角，当侧面AC上恰无射出光时，测出此时光在AB面上的入射角为α。

①在右面图上画出光路图，

②若测得入射角α=60o，求出折射率n的值。

21．如图表示两面平行玻璃砖的截面图，一束平行于CD边的单色光入射到AC界面上，a、b是其中的两条平行光线。光线a在玻璃砖中的光路已给出。画出光线b从玻璃砖中首次出射的光路图，并标出出射光线与界面法线夹角的度数。

参考答案：

1．D

2．C

3．A

4．C

5．D

6．B

7．C

8．B

9．C

10．A

11．D

12．C

13．D

14.          C

15．     小于     大     b

16．              

17．          225     315

18．(1)； (2)。

19．①L=R   ②t＝

20．① 右面上的光路图如图所示

②

21．