选择性必修 第一册2 全反射当堂达标检测题

4.2全反射同步练习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，折射率、半径为R的透明球体固定在水平地面上，O为球心，其底部A点有一点光源，过透明球体的顶点B有一足够大的水平光屏，不考虑光在透明球体中的反射影响，则光屏上光照面积大小为（　　）

A．3πR2 B．πR2 C．πR2 D．πR2

2．白光由空气射向水面，光发生反射和折射时，在图中所示光路哪一种是可能发生的（　　）

A． B． C． D．

3．如图所示，水面下1.5m处的M点水面有一点光源，点光源以M点为中心上下做简谐运动，其振动方程为，水面上发光区域的面积时大时小，设水的折射率为，则下列说法正确的是（　　）

A．从点光源发出的光子到达水面的最短时间和最长时间之比为1：2

B．从点光源发出的光子到达水面的最短时间和最长时间之比为1：3

C．发光区域的最小面积和最大面积之比为1：2

D．发光区域的最小面积和最大面积之比为1：4

4．宝石切工是衡量宝石价值的重要指标之一，优秀的切割工艺可以让宝石璀璨夺目。若将某宝石的剖面简化如图所示（关于虚线左右对称），一束激光垂直面入射，恰好分别在面，面发生全反射后垂直面射出，由此可知该宝石对该激光的折射率为（　　）

A． B． C．1 D．2

5．介质Ⅰ中光速为v1=c，介质Ⅱ中的光速为v2=c/2，临界角为30°，如果光线a，b如图4中所示射到Ⅰ、Ⅱ两介质的分界面上，那么正确的是 [ ]

A．a，b均不能发生全反射 B．a，b均能发生全反射

C．a能发生全反射 D．b能发生全反射

6．如图所示，a、b为两不同频率的单色光，以相同的人射角射到玻璃砖的上表面，入射点分别为A、B。经玻璃砖上表面折射后两于P点，已知AP>BP，下列说法正确的是（　　）

A．在真空中，a传播速度大于b的传播速度

B．玻璃对a光的折射率大于玻璃对b光的折射率

C．在玻璃砖中，a光的传播速度大于b光的传播速度

D．b光在玻璃砖下表面发生全反射的临界角大于a光

7．已知介质对某单色光的临界角为C，则

A．此单色光在该介质中的传播速度等于在真空中的传播速度的倍

B．该介质对单色光的折射率等于

C．此单色光在该介质中的传播波长是在真空中波长的倍

D．此单色光在该介质中的频率是在真空中的倍

8．如图所示为一个用折射率n=2.15的透明介质做成的四棱镜的横截面图。其中∠A=∠E=90°，∠B=60°，现有一条光线从图中所示的位置垂直入射到棱镜的AB面上，则该光在棱镜中传播的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．发生2次全反射 B．发生3次全反射

C．只有一个界面有光线射出来 D．在两个界面有光线射出来

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．关于光的全反射现象，下列说法错误的是（　　）

A．只有光从光疏介质射入光密介质时，可能发生全反射

B．全反射临界角和介质的折射率有关

C．全反射反射率比平面镜反射率高

D．“光纤通信”就是利用了全反射的原理

11．如图甲所示，在平静的水面下深h处有一个点光源s，它发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由ab两种单色光所构成的复色光圆形区，周围为环状区域，且为a光的颜色（见图乙）。设b光的折射率为，则下列说法正确的是（　　）

A．在水中，a光的波长比b光小

B．水对a光的折射率比b光大

C．在水中，a光的传播速度比b光小

D．复色光圆形区域的面积为

12．关于全反射，下列说法中正确的是（　　）

A．发生全反射时，仍有折射光线，只是折射光线非常弱，因此可以认为不存在折射光线而只有反射光线

B．光线从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射现象

C．光从光疏介质射向光密介质时，也可能发生全反射现象

D．水或玻璃中的气泡看起来特别亮，就是因为光从水或玻璃射向气泡时，在界面发生全反射

13．一直桶状容器的高为2l，底面是边长为l的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD′、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示。容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料。在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直，该液体的折射率约为（　　）

A．1.55 B．1.25 C．1.95 D．2.00

14．如图所示，在等边三棱镜截面ABC内，有一束单色光从空气射向其边界上的E点，已知该单色光入射方向与三棱镜边界AB的夹角为θ=30º，该三棱镜对该单色光的折射率为，则下列说法中正确的是 （　　）

A．该单色光在AB边界发生全反射

B．该单色光从空气进入棱镜，波长变长

C．该单色光在三棱镜中的传播光线与底边BC平行

D．该单色光在AC边界发生全反射

15．如图所示，由某种透明介质制成的长直细圆柱体置于真空中．某种单色光在介质中传输，经过多次全反射后从右端射出．若以全反射临界角传输的光线刚好从右端以张角出射，则此介质的折射率为（       ）

A． B． C． D．

二、填空题（共4题）

16．为了在实验室模拟海市蜃楼现象，在沙盘左端竖直固定一目标，实验者在沙盘右侧观察，如图所示，现给沙盘加热，实验者在沙盘右端可同时看到物体与其倒立的像（海市蜃楼现象）。则加热后，离沙盘越近处空气的折射率越______（填大或小），产生倒立的像的原因是光发生了______。

17．一束光从某介质进入真空，方向如图1所示，则该介质的折射率为________；逐渐增大入射角，光线将________（填“能”或“不能”）发生全反射；若使光发生全反射，应使光从________射入________，且入射角大于等于________。

18．如图所示，一根长为L的直光导纤维的折射率为，光从它的一个端面射入，又从另一端面射出，所需的最长时间是________.(设光在真空中的光速为c)

19．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：在白纸上做一直线MN，并做出它的一条垂线AB，将半圆柱形玻璃砖（底面的圆心为O）放在白纸上，它的直边与直线MN对齐，在垂线AB上插两个大头针P1和P2，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通过半圆柱形玻璃砖后的光路，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，不管眼睛放在何处，都无法透过半圆柱形玻璃砖同时看到P1、P2的像，原因是_______措施是_________。

（2）为了确定光线P1P2通过半圆柱形玻璃砖后的光路，在玻璃砖的右侧，最少应插___枚大头针。

三、综合题（共4题）

20．如图所示，截面为直角三角形的玻璃砖，，一束细激光自中点垂直射入玻璃砖，在面恰好发生全反射。求：

(1)玻璃的折射率；

(2)光线第一次射到边时，自边折射射出光线与边夹角为，求。

21．一扇形玻璃砖的横截面如图所示，圆心角∠AOC=，图中的虚线OB为扇形的对称轴，D为OC的中点，一细束平行于玻璃砖截面的单色光沿与OC面成角的方向从D点射入玻璃砖，折射光线与竖直方向平行。

（i）求该玻璃砖对该单色光的折射率；

（ii）请计算判断此单色光能否从玻璃砖圆弧面射出，若能射出，求射出时折射角的正弦值。

22．如图所示，在暗室中，一平行的圆柱（半径为R）单色激光束垂直射向半球形玻璃的水平平面AB上，平面AB与水平地面间的高度差为2R．若玻璃截面的圆心为O，圆半径为R，玻璃对激光的折射率为n，激光在真空中的速度大小为c，求:

(1)过圆心O的激光穿过玻璃所用的时间t；

(2)地面上光斑的面积S．

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．C

2．D

3．D

4．A

5．D

6．C

7．B

8．D

9．C

10．A

11．D

12．D

13．A

14．C

15．D

16．     小     全反射

17．          能     介质     真空     45°

18．

19．     发生了全反射     P1P2向O点平行下移（或玻璃砖向上平移）     1

20．(1)；(2)

21．（i）；（ii）能射出，

22．(1)   (2)

23．