物理选择性必修 第一册3 光的全反射课后复习题

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．如图所示，将一个半圆形玻璃砖置于空气中，当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O时，下列情况不可能发生的是（　　）

A． B． 

C． D．

2．一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，如图所示．下列说法中正确的是

A．介质的折射率等于

B．介质的折射率等于1.5

C．介质的折射率等于

D．增大入射角，可能发生全反射现象

3．如图所示，一个折射率为的三棱镜，顶角是45°，有一束光以图示方向射到三棱镜上，入射角为（）则下列有关这束光传播过程的判断正确的是（ ） （不考虑两次反射）

①两个界面都会发生反射现象

②两个界面都可能发生折射现象

③在界面I不可能发生全反射

④在界面Ⅱ可能发生全反射现象

A．只有①② B．只有②③ C．只有①②③ D．只有①③④

4．如图所示，一束复色光从长方体玻璃砖上表面射入玻璃，穿过玻璃砖后从侧表面射出，变为a、b两束单色光，则以下说法不正确的是（ ）

A．玻璃对a光的折射率较小

B．在玻璃中b光的波长比a光短

C．在玻璃中b光传播速度比a光大

D．减小入射角i，a、b光线有可能消失

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．如图所示，MN是空气与某种液体的分界面，一束红光由空气射到分界面，一部分光被反射，一部分光进入液体中．当入射角是45°时，折射角为30°．以下说法正确的是(   )

A．反射光线与折射光线的夹角为120°

B．该液体对红光的折射率为

C．该液体对红光的全反射临界角为45°

D．当紫光以同样的入射角从空气射到分界面，折射角也是30°

7．如图所示，一块由玻璃制成的三棱镜的横截面为直角三角形ABC，其中AB=AC，该三棱镜对红光的折射率大于。一束平行于BC边的白光射到AB面上，光束先在AB面折射后射到BC面上，接着又从AC面射出。下列说法不正确的是（　　）

A．各色光在AB面的折射角都小于30°

B．各色光在BC面的入射角都大于45°

C．有的色光可能不在BC面发生全反射

D．从AC面射出的光束中红光在最下方

8．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

9．如图所示，平行玻璃砖置于空气中，一束由两种单色光组成的复色光斜射到上表面，穿过玻璃后从下表面射出，分成a，b两束。下列说法中正确的是（　　）

A．b光光子的能量大于a光光子的能量

B．a光在玻璃中的传播速度大于b光在玻璃中的传播速度

C．增大入射角θ，a光先从玻璃砖下表面消失

D．b光比a光更容易发生明显的衍射现象

10．如图所示，两束单色光a、b从水下射向A点后，光线经折射合成一束光c进入空气，则下列说法中正确的是（        ）

A．单色光a的频率比单色光b的频率大

B．在水中a光的临界角比b光的临界角大

C．在水中a光的速度比b光的速度小

D．单色光a的波长比单色光b的波长小

11．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

12．一束只含红光和紫光的复色光沿PO方向射入玻璃三棱镜后分成两束光，并沿OM和ON方向射出，如图所示，已知OM和ON两束光中只有一束是单色光，则【        】

A．OM为复色光，ON为紫光

B．OM为复色光，ON为红光

C．OM为紫光，ON为复色光

D．OM为红光，ON为复色光

13．自行车上的红色尾灯不仅是装饰品，也是夜间骑车的安全指示灯，它能把来自后面的光照反射回去，某种自行车尾灯可简化为由许多整齐排列的等腰直角棱镜（折射率n>）组成，棱镜的横截面如图所示，一平行于横截面的光线从O点垂直AB边射入棱镜，先后经过AC和CB边反射后，从AB边的O′点射出，则出射光线是（　　）

A．平行于AC边的光线① B．平行于入射光线的光线②

C．平行于CB边的光线③ D．沿AB边的光线④

14．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

15．如图是光线由空气进入全反射玻璃棱镜、再由棱镜射入空气的光路图．指出哪种情况是可以发生的（ ）

A． B．

C． D．

二、填空题（共3题）

16．一束由红色光和紫色光组成的复色光从O点射入一颗钻石内，射出后分成a、b两束光，光路如图所示．则光线a为________(选填“红”或“紫”)色光；光线________(选填“a”或“b”)在钻石中的临界角较大．

17．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

18．关于玻璃折射率测量方法很多，如插针法和全反射法等。请完成下列两题：

（1）在用插针法“测定玻璃的折射率”实验中，已画好玻璃砖界面两直线aa′与bb′后，不小心误将玻璃砖向上稍平移了一点，如图所示，若其他操作正确，则测得的折射率将___________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。

（2）用如图所示装置测定玻璃的折射率，在光具盘的中央固定一个半圆形的玻璃砖，使二者的圆心O重合。现使激光束从玻璃圆弧面一侧入射并垂直直径平面通过圆心O射出玻璃砖，记下入射光束在光具盘上所对应的刻度，以圆心O为轴逆时针缓慢转动光具盘，同时观察直径平面一侧出射光线的变化：出射光线不断向下偏转并越来越暗，直到刚好看不到出射光线为止，并记下这时入射光线在光具盘上位置的刻度，则光具盘上两次刻度分别到O连线之间的夹角θ就是光束从玻璃射向空气的_________，玻璃的折射率表达式为n= _______ 。

三、综合题（共4题）

19．一半径为R的半圆柱玻璃体，上方有平行截面直径AB的固定直轨道，轨道上有一小车，车上固定一与轨道成45°的激光笔，发出的细激光束始终在与横截面平行的某一平面上，打开激光笔，并使小车从左侧足够远的地方以匀速向右运动．已知该激光对玻璃的折射率为，光在空气中的传播速度大小为c．求：

(1)该激光在玻璃中传播的速度大小；

(2)从圆柱的曲侧面有激光射出的时间多少？（忽略光在AB面上的反射）

20．光纤公司规定光纤内芯玻璃材料的折射率大于等于，在抽制光纤时为检测材料是否合格，将样品材料用模具制成半径为R的半圆柱体，如图所示．再用一束可以转动的光束OC沿截面半径射向材料的O点，当≤45°时屏上只有一个光点，就说明材料合格．

(1)写出质检人员推断的原理；

(2)写出公司规定“光纤内芯的玻璃材料折射率大于等于”的原因．

21．如图所示，高度为H=1m圆柱形容器中盛满折射率的某种透明液体，容器底部安装一块平面镜，容器直径L=2H，在圆心O点正上方h高度处有一点光源S。

①点光源S发出的光在水中传播的速度为多少？

②从液体上方观察要使S发出的光照亮整个液体表面，h应该满足什么条件？（已知）

22．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．D

2．A

3．C

4．C

5．D

6．C

7．C

8．A

9．D

10．B

11．C

12．D

13．B

14．C

15．A

16．     红     a

17．ACE

18．     不变     临界角    

19．(1)；(2)

20．

（1）光束CO射向O点后，同时发生折射和反射，在屏上出现P和Q两个光斑，减小θ时，r角逐渐变大，由 可知i角也增大；当r角增大到大于临界角时折射光线消失，屏上只有光斑P；由，因此在θ≤450时，屏上只有一个光斑，就说明材料是合格的；

（2）取一段光纤，若任意一束光DE从端面中心E点以α角入射，经端面折射后射向F点，若能在F点发生全反射，就可实现光信号的传输；

由知F点刚好发生全反射时

由：可得；

当α角接近900时折射光还能在F点发生全反射，需要

21．①m/s，②

22．