高中物理教科版 (2019)选择性必修 第一册3 光的全反射一课一练

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

一、选择题（共15题）

1．生活中有很多光现象，以下关于对光现象的解释说法不正确的是　　

A．我们看到水中的筷子弯折是光的折射现象

B．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象

C．水中的气泡特别明亮是光的干涉现象

D．小孔成像是利用光的直线传播

2．医学上，光导纤维可以制成内窥镜，用来检查人体胃、肠、气管等器官的内部。内窥镜有两组光导纤维，一组用来把光输送到人体内部，另一组用来进行观察。光在光导纤维中的传输利用了（     ）

A．光的折射 B．光的衍射 C．光的干涉 D．光的全反射

3．瓦斯是无色、无味、透明的气体，折射率比空气大。下图所示的是煤矿安保系统中学常用的一种逻辑判断元件，这种元件的“核心构件”是两个完全相同的、截面为等腰直角三角形的棱镜，两棱镜被平行拉开一小段距离，形成的通道与矿道大气相通。棱镜对红光的折射率为1.5，一束红光从棱镜1的左侧垂直射入，下列说法正确的是（　　）

A．正常情况下这束红光能通过棱镜2射出

B．将入射光改成绿光能提高瓦斯检测的灵敏度

C．只要矿道空气中存在瓦斯气体这束红光便不能从棱镜2射出

D．只有矿道空气中瓦斯气体达到危险浓度时，这束红光才能从棱镜2射出

4．如图所示，放在空气中的平行玻璃砖，表面M与N平行，一束光射到表面M上，(光束不与M平行)

①如果入射角大于临界角，光在表面M即发生反射．

②无论入射角多大，光在表面M也不会发生全反射．

③可能在表面N发生全反射．

④ 由于M与N平行，光只要通过M，则不可能在表面N发生全反射．

则上述说法正确的是(       )

A．①③ B．②③ C．③ D．②④

5．图示为一直角棱镜的横截面，∠bac＝90°，∠abc＝60°．一平行细光束从O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜．若ab、ac面两面中，其中一个面有光线射出，一个面无光线射出，则下列判断正确的是：该直角棱镜的折射率可能为   

A．棱镜的折射率可能为1.8，ac面有光线射出

B．棱镜的折射率可能为1.8，ab面有光线射出

C．棱镜的折射率可能为2.2，ac面有光线射出

D．棱镜的折射率可能为2.2，ab面有光线射出

6．如图所示，扇形为透明玻璃砖截面示意图，圆心角，为的角平分线，平行于的单色光在空气中边射入玻璃砖，经面折射后的光线恰平行于面。则下列说法正确的是（　　）

A．该玻璃砖的折射率为

B．经面折射后的光线射到面都将发生全反射

C．该入射光在空气中的波速与在玻璃砖中的波速相等

D．面没有光线射出

7．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

8．频率不同的两束单色光1和2 以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示。关于单色光1和2，下列说法正确的是（　　）

A．在玻璃中单色光1的波长较长

B．在玻璃中单色光1的传播速度较大

C．从玻璃射向空气，玻璃对单色光1的全反射临界角较小

D．若增大入射角，单色光2先发生全反射

9．一底面半径为R的半圆柱形透明体的折射率为 ，其横截面如图所示，O表示半圆柱形横截面的圆心。一束极窄的光束从AOB边上的A点以与竖直方向成60°角入射，已知真空中的光速为c，则光从进入透明体到第一次离开透明体所经历的时间为（　　）

A．    B．    C．    D．   

10．图示为半圆柱体玻璃的横截面，为直径。一束复色光沿方向从真空射入玻璃，光线分别从、点射出。下列说法正确的是（　　）

A．光线的频率

B．光线在玻璃中传播速度

C．光线在玻璃中传播时间

D．增大复色光入射角，光线将会在半圆面上发生全反射

11．如图，长方体玻璃砖的横截面为矩形，，其折射率为。一束单色光在纸面内以的入射角从空气射向边的中点O，则该束单色光（　　）

A．在边的折射角为

B．在边的入射角为

C．不能从边射出

D．不能从边射出

12．如图所示，半径为12cm的半圆形透明柱体与屏幕MN接触于B点，MN垂直于直径AB，一单色光a以入射角53°射向圆心O，反射光线b与折射光线c恰好垂直。已知光在真空中的传播速度为3×108m/s，则下列说法正确的是（　　）

A．柱体的折射率为 B．两个光斑之间的距离为20cm

C．增大光束a的入射角，可以在O点发生全反射 D．光在介质中的传播速度v=2.25×108m/s

13．如图所示，某透明介质的截面为直角三角形POQ，∠OPQ=30°。两束同种平行单色光a、b相距L（小于OQ）从PQ边沿垂直OQ方向射入介质，最终都从OQ边射出。该单色光对该介质的折射率为n=，已知光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（　　）

A．两单色光不可能从OQ边上的同一个位置射出

B．两单色光都不可能在介质中发生全反射

C．根据题中条件可求出单色光b在介质中的传播时间

D．根据题中条件可求出单色光a和b在介质中传播的时间差

14．如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则（   ）

A．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球

B．小球所发的光能从水面任何区域射出

C．小球所发的光从水中进入空气后频率变大

D．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大

15．如图所示一个半圆形的玻璃砖放在真空中，入射光AO正对玻璃砖圆心方向入射，OB、OC分别为反射光和折射光，下列说法中正确的是(       )

A．若入射光为红蓝复色光，则OC光线也是红蓝复色光

B．若入射光为白光，则在反射和折射时都会发生色散现象

C．若入射光为白光，且已经在半圆形玻璃砖的上表面发生了全反射现象，然后逐渐减小入射角到一定程度，红光首先射出

D．折射角大于入射角，且反射光线与折射光线的夹角一定等于90°

二、填空题（共4题）

16．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，某种光纤内部分为三层：中心高折射率玻璃芯，中层低折射率硅玻璃包层，外层是加强用的树脂涂层，当光从空气由光纤的端口进入内芯后，光的传播速度_________（选填“变大”“变小”或“不变”），若该种光纤的内芯在空气中发生全反射的临界角为，则内芯的折射率为___________（结果可用根号表示）。

17．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．

18．如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB=60°。一束平行于角平分线OM的光由OA射入介质，经OA折射的光线恰平行于OB。则这种介质对光的折射率为___________ ； 折射光线中恰好射到M点的光___________（填“会”或“不会”）发生全反射，___________ （填“减小”或“增大”）光与AO边所夹锐角θ，折射光线在弧面AMB上更容易发生全反射。

19．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）

20．如图所示，某种光学设备是通过传感器接收到光的强度变化而触发工作的。光从玻璃内侧P点射向外侧M点再折射到空气中，测得入射角为=30°，折射角为β=60°；若光从P点射向外侧N点，刚好发生全反射并被内侧边缘Q接收，求：

（1）玻璃的折射率n；

（2）光从玻璃射向空气时临界角C的正弦值。

21．如右图所示．一束截面为圆形，半径R=0.2m的平行光垂直射向一玻璃半球的平面．经折射后在屏幕S上形成一个圆形亮区．已知玻璃半球的半径为R=0.2m．屏幕S至球心的距离为m．不考虑光的干涉和衍射，试问：

(1)若入射光是白光，在屏幕S上形成的圆形亮区的最外侧是什么颜色

(2)若入射光是紫光，玻璃半球对紫光的折射率为．求屏幕上圆形亮区的面积．

22．如图所示，某棱镜的横截面为直角三角形，其折射率为 ，已知，一束平行于的光射向棱镜的右侧界面，经面反射后从边射出，求：

（1）分析光线在面是否发生全反射；

（2）光线从射出时的折射角；

23．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．D

3．D

4．D

5．A

6．A

7．A

8．C

9．D

10．C

11．C

12．D

13．D

14．D

15．C

16．     变小    

17．          C

18．          不会     增大

19．          225     315

20．（1）；（2）

21．（i）紫色；（ii）

22．(1) 光线在面发生了全反射；(2)

23．