2021学年第四章 光2 全反射同步练习题

4.2全反射专题复习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．如图所示，MN是位于竖直平面内的光屏，放在水平面上的半圆柱形玻璃砖的平面部分ab与屏平行。由光S发出的一束白光从半圆沿半径射入玻璃砖，通过圆心O再射到屏上。在水平面内以O点为圆心沿逆时针方向缓缓转动玻璃砖，在光屏上出现了彩色光带。当玻璃砖转动角度大于某一值时，屏上彩色光带中的某种颜色的色光首先消失。有关彩色的排列顺序和最先消失的色光是（　　）

A．左紫右红，紫光 B．左红右紫，紫光

C．左紫右红，红光 D．左红右紫，红光

2．如图所示，一块上、下表面平行的玻璃砖的厚度为L，玻璃砖的折射率n=，若光从上表面AB射入的入射角i=60°，光在真空中的光速为c，则（　　）

A．折射角r=30°

B．光在玻璃中传播的时间为

C．光在玻璃中传播的时间为

D．改变入射角i，光在下表面CD可能发生全发射

3．红、黄、绿三种单色光以相同的入射角到达某介质和空气的界面时，若黄光恰好发生全反射，则(　　)

A．绿光一定能发生全反射

B．红光一定能发生全反射

C．三种单色光相比，红光在介质中的传播速率最小

D．红光在介质中的波长比它在空气中的波长长

4．一束复色光由空气斜射向平行玻璃砖，入射角为θ，从另一侧射出时分成a、b两束单色光，如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．在该玻璃中a的传播速度比b小

B．b比a更容易发生衍射

C．增大θ(θ<)，a、b可能不会从另一侧射出

D．a从该玻璃射向空气时的临界角比b的大

5．直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图．a、b光相比（ ）

A．玻璃对a光的折射率较大

B．玻璃对a光的临界角较小

C．b光在玻璃中的传播速度较小

D．b光在玻璃中的传播时间较短

6．如图所示，在透明均匀介质内有一个半径为R的球状空气泡，单色平行光从左侧水平射入，其中的一束细光束在A点以入射角从介质射入气泡，射出气泡时光线方向偏转了30（不考虑多次反射的情况），则在介质中能射入气泡的平行光的面积是（　　）

A． B． C．πR2 D．

7．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．

8．如图所示，一足够大的水池内盛有某种透明液体，液体的深度为H，在水池的底部放一点光源S，其中一条光线以θ1=30°入射角射到液体与空气的界面上，以折射角θ2=45°发生折射。则下列说法正确的是（　　）

A．液体的折射率为

B．从液体到空气，光的频率变小

C．光在液体中的传播速度为

D．液体表面亮斑的面积为

9．如图所示，以半圆形玻璃砖上O点为圆心，c为顶点，一细束白光沿cO方向射入玻璃砖．保持入射光线的方向不变，将玻璃砖以O点为轴沿顺时针方向缓缓转动，首先在ab界面上发生全反射的应是白光中的（     ）

A．红色光，因为玻璃对红光的折射率较大

B．紫色光，因为玻璃对紫光的折射率较大

C．红色光，因为玻璃对红光的折射率较小

D．紫色光，因为玻璃对紫光的折射率较小

10．如图所示，一束光从空气中射向折射率n＝的某种玻璃的表面，i表示入射角，则下列说法中不正确的是（　　）

A．当i＞45°时会发生全反射现象

B．无论入射角是多大，折射角r都不会超过45°

C．欲使折射角r＝30°，应以i＝45°的角度入射

D．当入射角tani ＝ 时，反射光线跟折射光线恰好垂直

11．某玻璃三棱镜的截面如图所示，其折射率为，该三棱镜的AB边竖直放置，，，当一束水平单色光照射在三棱镜AB边上时，光在AC边上的折射角为（不考虑光在玻璃中的多次反射）（       ）

A． B． C． D．

12．有一透明材料制成的空心球体，内径是R，外径是，其过球心的某截面（纸面内）如图所示，一束单色光（纸面内）从外球面上A点射入，光线与AO直线所成夹角，经折射后恰好与内球面相切，已知光速为c。下列说法正确的是（　　）

A．单色光在材料中的折射率为

B．单色光在该材料中的传播时间为

C．单色光在该材料内球面恰好发生全反射时，从A点射入的光线与AO直线的夹角

D．只要A点射入的单色光与AO直线的夹角i大于，就一定能够在内球面发生全反射

13．如图所示，一束白光通过三棱镜发生色散，a、b是其中的两束单色光，这两束光相比较（     ）

A．在真空中，a光的速度大

B．在真空中，a光的波长大

C．水对b光的折射率小

D．光从水中射向空气，b光的临界角大

14．某同学用插针法测量平行玻璃砖折射率的实验图如图所示。他按正确的方法插了大头针。则下列说法正确的是（　　）

A．实验中，入射角应适当大些

B．该同学在插大头针d时，只要使d挡住c的像

C．若入射角太大，光会在玻璃砖内表面发生全反射

D．该实验方法只能测量平行玻璃砖的折射率

15．一单色光从空气中射到直角棱镜一个面上点，以入射角射入棱镜，经折射后射到另一面的点，恰好发生全反射，如图所示，则棱镜的折射率是（ ）

A． B． C． D．

二、填空题（共4题）

16．一复色光中只含有a、b两种单色光，在真空中a光的波长大于b光的波长．

①在真空中，a光的速度__________(填“大于”“等于”或“小于”)b光的速度．

②若用此复色光通过半圆形玻璃砖且经圆心O射向空气时，下列四个光路图中可能符合实际情况的是__________．

17．光纤通信技术是利用光导纤维传输信号，以实现信息传递的一种通信方式。我国的光纤通信技术处于世界领先水平。当光从光纤的外套进入内芯后，光的传播速度变______（选填“大”或“小”）。若某种光纤的内芯在空气中发生全反射的临界角为45°，则内芯的折射率为______（结果可用根号表示）。

18．某摄影师用相机抓拍到的某旅游景区的照片，对该照片和摄影师拍摄过程中涉及的光学知识，下列理解正确的是________

A．图中的景物在水中的像不是实际光线会聚而成的

B．由于景物发出的光在平静的湖面上发生全反射，所以景物在水中的像看起来很亮

C．从相机中看不见湖面下物体的原因，可能是湖面下物体发出的光在湖面发生了全反射

D．如果摄影师向湖面靠近，从相机中仍不能看到湖面下的物体

E．如果摄影师远离湖面，从相机中一定看不到湖面下的物体

19．如图所示，一个学生用广口瓶和直尺测定水的折射率，填写下述实验步骤中的空白：

（1）用刻度尺测出广口瓶瓶口内径d。

（2）在瓶内装满水。

（3）将直尺沿瓶口边缘竖直插入水中。

（4）沿广口瓶边缘D点向水中直尺正面看去，若恰能看到直尺上0刻度，(即图中S1点)，同时看到水面上S2点刻度的像S2′恰与S1点的像相重合。

（5）若水面恰与直尺的S0点相平，读出S1S0的长度L1和S2S0的长度L2。

（6）由题中所给条件，可以计算水的折射率n=______，沿广口瓶边缘D点向水中直尺正面看去，可看到水下直尺的最高点距S0的距离为______。（用题目中所给符号表示）

三、综合题（共4题）

20．如图是折射率为n=1.5的半圆环玻璃砖横截面，O是圆心，OO'是半圆环的对称线，该截面内光线a垂直CD从C处射入，恰好不从外环射出，而是从AB某处射出．另一平行a的光线b（图中未画出）从内环BFC某处射入，而后从外环的E处射出，出射光线与OE的夹角为，且．设AB、CD的宽度均为d，内环半径为R，光线b与OO'的距离为x．求：

(i)的值；

(ii)的值．

21．如图所示，一半径为3m的圆柱形容器中装有折射率为的透明液体，在距离液面下方2m处有一点光源，在点光源正上方1m处有一半径为1m的不透光圆盘，现让圆盘从此位置逐渐向上移动到液面，则移动过程中，人从液面上方可观察到的液面被该光照亮的最大面积和最小面积是多少。

22．光纤已普遍应用到通信领域，具有可弯曲、传输速度快、信息量大等优点。如图是一段弯成圆弧的光纤材料，一束光紧贴光纤材料内侧垂直射入材料一端。已知光可从另一端射出且没有损失，光纤材料的直径为2cm，光在光纤材料中的折射率n=1.5，光在真空中的传播速度为c=3×108m/s。求∶

（1）光在光纤材料中的传播速度大小；

（2）光纤材料内侧对应的最小弯曲半径。

23．如图是一个用折射率的透明介质做成的四棱柱的横截面图，其中，，现有一束光从图示的位置垂直入射到棱镜的面上，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。

参考答案：

1．B

2．A

3．A

4．D

5．C

6．A

7．B

8．C

9．B

10．A

11．B

12．C

13．B

14．A

15．A

16．     等于     BC

17．     小    

18．ACE

19．    

20．(i) ；(ii)

21．，

22．（1）；（2）4cm

23．