高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第3节 光的全反射巩固练习

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15题）

1．一复色光a沿如图所示方向从空气射向玻璃球，在球内分为b、c两束，O为球心。下列判断正确的是（　　）

A．c光在球中的传播时间长

B．b光在球中传播速度小

C．b光的频率小于c光

D．增大a光入射角，b光可能在玻璃球内发生全反射

2．导光管采光系统是一套采集天然光，并经管道传输到室内的采光系统，如图为过装置中心轴线的截面。上面部分是收集阳光的半径为R的某种均匀透明材料的半球形采光球，O为球心，下面部分是内侧涂有反光涂层的导光管，MN为两部分的分界面，M、N为球面两点。若一束平行MN且与MN相距的细光束从空气入射到采光球表面时，经折射绿光恰好照射到N点。则（　　）

A．绿光在采光球中的传播速度为

B．红光一定能从N点上方射出

C．紫光有可能直接折射经过O点

D．要使光束在导光管中发生全反射，涂层折射率应小于管壁折射率

3．如图，一长方体透明玻璃砖在底部挖去半径为R的半圆柱，玻璃砖长为L。一束单色光垂直于玻璃砖上表面射入玻璃砖，且覆盖玻璃砖整个上表面。已知玻璃的折射率为，则半圆柱面上有光线射出（　　）

A．在半圆柱穹顶部分，面积为

B．在半圆柱穹顶部分，面积为

C．在半圆柱穹顶两侧，面积为

D．在半圆柱穹顶两侧，面积为

4．光线由某种媒质射向与空气的分界面，当入射角大于450时折射光线消失，由此可断定这种媒质的折射率是（　　）

A． B． C． D．n=2

5．如图，是一束由两种不同频率的可见光组成的复色光，射向三棱镜，折射后分为两束和，则下列说法正确的是（ ）

A．玻璃对光的折射率比对光的折射率大

B．光在玻璃中的传播速度比光在玻璃中的传播速度大

C．光在真空中的波长比光在真空中的波长大

D．若、两种单色光由玻璃射向空气时发生全反射，光的临界角大于光的临界角

6．如图是同一单色光从介质a斜射向空气时的光路图，下列说法正确的是（　　）

A．介质a的折射率为

B．增大入射角，光在界面不可能发生全反射

C．光在空气中的频率大于在介质a中的频率

D．光在空气中的传播速度大于在介质a中的传播速度

7．有一块三角形棱镜ABC，其中∠A=60o，∠B=30o，∠C=90o，一束单色光沿着与BC平行的方向射到三棱镜的AB面上，光线发生折射后进入棱镜，若玻璃对光的折射率为，下面判断正确的是（　　）

A．光线在AB面折射角为30o

B．光线能从BC面透出

C．光线不能从AC面透出

D．照到AC面上的光线与AB垂直

8．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

9．如图所示，半球形玻璃的折射率为n，半径为R，平行单色光从下方射入，若要使第一次射到球面上的光不从球面上出射，可在半球形玻璃的圆形底面上放一个挡光屏，则该挡光屏的最小面积为（　　）

A． B． C． D．

10．如图所示，放在暗室中的口径较大不透明的薄壁圆柱形浅玻璃缸充满水，缸底中心有一红色发光小球（可看作点光源），从上往下看，则观察到（     ）

A．水面有一个亮点

B．充满水面的圆形亮斑

C．发光小球在水面上的像

D．比小球浅的发光小球的像

11．如图所示，两束单色光a、b自空气射向玻璃，经折射后形成复合光束c，则下列说法不正确的是（    ）

A．a光在玻璃中的折射率比b光的大

B．在玻璃中，a光的光速大于b光的光速

C．从玻璃射向空气时，a光的临界角大于b光的临界角

D．a光和b光的临界角均大于

12．图示为一光导纤维（可简化为一长玻璃丝）的示意图，玻璃丝长为L，折射率为n，AB代表端面．一束光从真空射入玻璃丝的AB端面，已知光在真空中的传播速度为c。下列说法错误的是（　　）

A．光导纤维进行信号传输利用了全反射

B．为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，光线在端面AB上的入射角应满足

C．为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，光线在端面AB上的入射角应满足

D．光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间为

13．如图所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r，外圆半径为R，且R＝．现有一束单色光垂直于水平端面A射入透明柱体，只经过二次全反射（都发生在外圆面），最后垂直于水平端面B射出．设透明柱体的折射率为n，光在透明柱体内传播的时间为t，若真空中的光速为c，则

A．n可能为1.2 B．n可能为2

C．t可能为 D．t可能为

14．在水底的潜水员看来，水面上方的所有景物只出现在顶角为97°的倒立圆锥里，这是因为（　　）

A．水面上远处的景物反射的阳光都因为全反射而不能进入水中

B．水面上远处的景物反射的阳光折射进入水中，其折射角不可能大于48.5°

C．水面上方倒立圆锥之外的景物反射的阳光都因为全反射的原因不可能进入水中

D．水面上方倒立圆锥之外的景物反射的阳光都因为折射的原因不可能进入潜水员的眼中

15．如图所示，将等腰直角棱镜截去棱角，使截面平行于底面，制成“道威棱镜”，可以减小棱镜的重量和杂散的内部反射．从M点发出一束平行于底边CD的单色光从AC边射入，已知折射角γ＝30°，则(        )

A．光在玻璃中的频率比空气中的频率大

B．玻璃的折射率

C．光在玻璃中的传播速度为

D．CD边不会有光线射出

二、填空题（共4题）

16．如图所示，在研究光的全反射实验中，一束单色光沿半圆形玻璃砖的半径方向射向玻璃砖与空气的分界面，不考虑反射，当入射角为30°时，测得折射角为θ，改变入射角，当入射角为θ时，恰好发生全反射。则光发生全反射的临界角C= ___________，玻璃的折射率n= ___________，光在玻璃中的传播速度v=___________（空气中的光速等于真空中的光速c）。

17．在沙漠地区，太阳照射下，地面附近的空气温度升高，密度降低，折射率减小，光线从高向低照射时发生全反射，形成“海市蜃楼”。现将此原理简化为光在两层空气间发生全反射，已知上层空气折射率为n，地面附近空气折射率为1，（忽略下层空气厚度）。则形成的“海市蜃楼”在地平线___________（填“上方”或“下方”），请完成光路图____。要发生全反射，光线从上层空气进入下层空气的入射角的正弦值至少为___________。

18．如图所示，是空气和玻璃的分界面，一束单色光在界面上发生折射，可知下方是___________（填“空气”或“玻璃”）；玻璃的折射率为____________，这束单色光从玻璃射向空气时发生全反射的临界角的正弦值为___________。

19．（1）在“测定玻璃折射率”的实验中，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图所示。当光线由玻璃砖射入空气时，全反射临界角的正弦值是___________；从图线可知玻璃砖的折射率是___________。

（2）水面上水波的速度跟水深度有关，其关系式为，式中h为水的深度，g为重力加速度。如图甲所示是某水域的剖面图，A、B两部分深度不同，图乙是从上往下俯视，O点处于两部分水面分界线上，M和N分别处在A和B两区域水面上的两点。t=0时刻O点从平衡位置向上振动，形成以O点为波源向左和向右传播的水波，可看作是简谐横波。t=2.5s时O点第二次到达波峰，此时M点第一次到达波峰。已知B区域水波振幅为A=5cm，水深为m，OM间距离为4.0m，ON间距离为3.0m，g=10m/s2求：

①A区域的水深hA___________；

②N点在t=3s时的振动方向___________及它在t=0至t=3s时间内的位移___________；

③t=10s时，处在B水域水面上的Q点（图中未标出）处于波峰，且OQ间只有一个波峰，则Q点在t=0至t=10s时间内振动的路程是多少___________？

三、综合题（共4题）

20．如图所示，一透明半圆柱体的折射率n=2、半径R=0.4 m、长L=1.2 m，一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入，从部分柱面有光线射出．求：

(1)光在半圆柱体中出射时的临界角θ

(2)该部分柱面的面积S(结果保留一位有效数字)

21．真空中有一折射率的直角棱镜ABC，横截面如图所示，∠C=30°，AB的长度为d，过C垂直于BC放一光屏P．一束单色光从AB边的中点D射入棱镜，入射方向与AB界面间的夹角为30˚，光经AB、AC界面折射后射到光屏上的M点(图中未画出)，求：

(1)M、C间的距离；

(2)已知真空中的光速为 c，求单色光从D点传到M点的时间．

22．打磨某剖面如图所示的宝石时，必须将OP、OQ边与轴线的夹角θ切磨在的一定范围内，才能使从MN边垂直入射的光线，在OP边和OQ边都发生全反射（仅考虑光线第一次射到OP边并反射到OQ边的情况），已知宝石对光线的折射率为n。求θ角的切磨范围。

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．B

3．A

4．B

5．B

6．D

7．A

8．A

9．B

10．D

11．A

12．C

13．B

14．B

15．D

16．     45°         

17．     下方     因为根据类似于平面镜成像的原理，人眼总是默认光线直线传播的。    

18．     空气         

19．          1.5     0.40m     在平衡位置向上振动     0m     0.65m

20．(1)   (2) S=0.5m2

21．(1)   (2)

22．

23．