高中4.2 全反射与光导纤维当堂检测题

4.2全反射与光导纤维同步练习2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共14题）

1．下列说法正确的是（       ）

A．红光的折射率比紫光的折射率大

B．光从空气射入介质后，光的频率发生改变

C．绿光比红光更容易发生全反射

D．在同一介质中传播时，蓝光比红光的传播速率大

2．如图所示，为一块建筑用幕墙玻璃的剖面图，在其上建立直角坐标系xoy，设该玻璃的折射率沿y轴正方向均匀发生变化。现有一单色a从原点O以某一入射角θ由空气射入该玻璃内部，且单色光a在该材料内部的传播路径如图中实线所示，则玻璃的折射率沿y轴正方向发生变化的情况是（　　）

A．折射率沿y轴正方向均匀减小

B．折射率沿y轴正方向均匀增大

C．折射率沿y轴正方向先均匀减小后均匀增大

D．折射率沿y轴正方向先均匀增大后均匀减小

3．如图所示，一个半径为R的玻璃半球，平放在水平桌面上，已知玻璃的折射率为，一束竖直平行光照射到半球的平面上与水平桌面上，结果在水平桌面上出现一个暗环，该暗环的面积为（不考虑多次反射）（　　）

A． B． C． D．

4．水中的空气泡看上去比较亮，对这一现象有以下不同的解释，其中正确的是（ ）

A．空气泡对光线有会聚作用，因而较亮

B．空气泡对光线有发散作用，因而较亮

C．从空气泡到达水中的界面处的光一部分发生反射，因而较亮

D．从水中到达空气泡的界面处的光一部分发生全反射，因而较亮

5．一束光线由空气射入截面为半圆形的玻璃砖，再由玻璃砖射出，入射光线的延长线沿半径方向，则图中的光路图正确的是（     ）

A．①② B．②③ C．③④ D．①④

6．在两种介质的界面处发生全反射，由此可判定：(       )

①光由光密介质射向光疏介质       ②光由光疏介质射向光密介质   ③入射角等于或大于临界角   ④入射角小于临界角

A．①③ B．②④ C．①④ D．②③

7．如图所示，某种透明介质制成的截面为平行四边形的棱镜，其中。有一束单色光垂直于边射入介质，在边恰好发生全反射，反射光线射到边，且在边的反射光线可射到边上。则自边射出光线与自边射入光线夹角为（　　）

A．0° B．30° C．90° D．120°

8．如图所示，让光沿着半圆形玻璃砖的半径射到它的平直的边上，在这个边与空气的界面上会发生反射和折射． 逐渐增大入射角，观察反射光线和折射光线的变化．关于该实验现象，下列说法正确的是（       ）

A．反射光线和折射光线都沿顺时针方向转动

B．反射光线和折射光线转过的角度相同

C．在还未发生全反射过程中，反射光越来越强

D．最终反射光完全消失

9．如图所示，一束红光从空气穿过平行玻璃砖，下列说法正确的是

A．红光进入玻璃砖前后的波长不会发生变化

B．红光进入玻璃砖前后的速度不会发生变化

C．若紫光与红光以相同入射角入射，则紫光不能穿过玻璃砖

D．若紫光与红光以相同入射角入射，在玻璃砖中紫光的折射角比红光的折射角小

10．如图所示，一束入射光AO从某种介质以入射角α射入空气，以O点为圆心，R1为半径画圆C1与折射光线OB交于M点，过M点向两介质的交界面作垂线与入射光线AO的延长线交于N点，以O点为圆心，ON为半径画另一个圆C2，测得该圆的半径为R2，下列判断正确的是（　　）

A．该介质的折射率为

B．若光由介质射入空气发生全反射，则临界角为

C．若过圆C1与界面的交点Ｄ作界面的垂线交圆C2于P点，则OP与法线所夹的锐角等于全反射的临界角

D．若入射光的强度保持不变，逐渐增大入射角α，则折射光的强度将逐渐增加

11．如图所示，只含黄光和紫光的复色光束PO，从空气中沿半径方向射入玻璃半圆柱后，一部分光沿OA方向射出，另一部分光沿OB方向射出。则（   ）

A．OA为黄光，OB为紫光

B．OA为紫光，OA为黄光

C．OA为黄光，OB为复色光

D．OA为紫光，OB为复色光

12．如图所示，一束复色光从空气中射入水中，分成两束单色光a和b，则下列说法中正确的是（　　）

A．在水中，a光的频率大于b光的频率

B．在水中，a光的光速大于b光的光速

C．在水中，a光的波长大于b光的波长

D．若从水中向空气射出时，a光能发生全发射，则b光也一定能发生全反射

13．如图所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90o、半径为R的扇形OAB、一束平行光平行于横截面，以45o入射角射到OA上，OB不透光，若考虑首次入射到圆弧 上的光，则上有光透出的部分的弧长为（　　）   

A． B．

C． D．

14．湖面上有一伸向水面的观景台，如图所示是截面图，观景台下表面恰好和水面相平，A为观景台右侧面在湖底的投影，水深h＝4 m，在距观景台右侧面x＝4 m处有一可沿竖直方向上下移动的单色点光源S，点光源S可从距水面高3 m处下移到接近水面，在移动过程中，观景台水下被照亮的最远距离为AC，最近距离为AB，若AB＝3 m，则（　　）

A．水的折射率n=

B．水的折射率n=1.5

C．光能照亮的最远距离AC= m

D．光能照亮的最远距离AC=4m

二、填空题（共2题）

15．如图所示，一束细激光垂直于半圆形玻璃砖的平直截面 由A点射入玻璃砖中并恰好在半圆弧界面发生全反射，经过三次全反射之后从F点射出。已知出射光线与入射光线成180°角，玻璃砖的半径为R，入射点A与出射点F关于圆心O对称，且A、F两点间的距离为，真空中的光速为c。则激光束发生全反射时的临界角C=_______；激光束从射入玻璃砖到射出玻璃砖的时间t =_____ 。

16．利用插针法可以测量半圆柱形玻璃砖的折射率。实验方法如下：在白纸上作一直线MN，并作出它的一条垂线AB。将半圆柱形玻璃砖（底面的圆心为O）放在白纸上，它的直径与直线MN重合。在垂线AB上插两个大头针P1和P2（如图），然后在半圆柱形玻璃砖的右侧插上适量的大头针，可以确定光线P1P2通过玻璃砖后的光路，从而求出玻璃的折射率。实验室中提供的器材除了半圆柱形玻璃砖、木板和大头针外，还有量角器等。

（1）某学生用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的垂线AB上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在半圆柱形玻璃砖右侧的区域内，无论从何处观察都无法透过玻璃砖同时看到P1、P2的像，原因是________________________________________________。为了观察到像，他应采取的措施是______（选填“向左”、“ 向右”、“ 向上”、 “向下”）平移半圆柱形玻璃砖。

（2）请在半圆柱形玻璃砖的右侧估计所插大头针的可能位置（用“×”表示）并作出光路图______。为了计算折射率，应该测量的量有________（在光路图上标出），计算折射率的公式为______________。

三、综合题（共4题）

17．如图所示为一个用透明介质做成的直角三校镜的横截面图，其中∠A=30°，∠C=90°，一束单色光平行于AC入射到AB面上，透明介质对该单色光的折射率，BC边长为L，一个足够大的光屏MN平行于BC边竖直放置。且与BC边间距为L。求光屏上被照亮部分的竖直长度。

18．直角三角形ABC为某玻璃砖的横截面，其中∠A=30°，BC长度为L，平行光束以与AC成45°角的方向照射到AC面上，已知从BC面射出的光线与BC垂直，如图，求

①玻璃的折射率n；

②AB面上哪个范围有光射出？

19．在透明薄壁圆筒的底面圆心处竖直固定一刻度尺，其零刻度线与圆筒底面重合，圆筒和刻度尺足够长，圆筒的横截面半径为。将圆筒内注满透明液体，已知液体的折射率为，求在圆筒侧壁既能看到刻度尺零刻度线又能看到刻度线的区域距筒底的高度范围。

20．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．C

2．A

3．B

4．D

5．D

6．A

7．D

8．C

9．D

10．C

11．C

12．A

13．B

14．C

15．         

16．     光线P1P2垂直于界面进入半圆柱形玻璃砖后，到达圆弧面上的入射角大于临界角，从而发生了全反射现象，使光不能从圆弧面折射出来     向上          光在圆弧面的入射角i和折射角r    

17．2L

18．（1）   （2）射出光线的范围为从B点到距离B点宽度内

19．距筒底的高度为，不包括和两点

20．