2021学年第3节 光的全反射练习题

4.3光的全反射基础训练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．酷热的夏天，在平坦的柏油公路上，你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影，但当你靠近“水面”时，它也随你的靠近而后退，对此现象的正确解释是（　　）

A．此“水面”存在，但在较远的地方

B．“水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉

C．太阳辐射到地面，使地表空气温度升高，折射率小，发生全反射

D．太阳辐射到地面，使地表空气温度升高，折射率大，发生全反射

2．置于水平面上的长方体玻璃砖，折射率为。其俯视图如图所示，图中P为固定在木板上且靠近ab面大头针，PQ为垂直于ab的直线，若分别从另外三个侧面观察大头针P的像，下列说法正确的是（　　）

A．在ad面一侧偏下的位置可以观察到P的像

B．dc面沿QP方向观察到P的像离ab的距离比P离ab的实际距离近

C．沿虚线PQ方向调整大头针位置，bc面一侧最终能观察到P的像

D．沿虚线PQ移动大头针紧贴ab面，沿QP方向观察到P的像的位置即大头针实际位置

3．如图所示，上、下表面平等的玻璃砖放在空气中，光沿与玻璃砖上表面成角的方向从A点射入，从下表面的B点射出的光线相对于入射光线的侧移距离为d，下列说法正确的有（   ）

A．增大，光在玻璃中的传播时间变长

B．在B点可能发生全折射

C．在A点只发生折射

D．增大，d减小

4．自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理，它虽然本身不发光，但在夜间骑行时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车。尾灯由透明介质制成，其外形如图甲所示，下列说法正确的是（　　）

A．汽车灯光从左面射过来，在尾灯的左表面发生全反射

B．汽车灯光从左面射过来，在尾灯的右表面发生全反射

C．汽车灯光从右面射过来，在尾灯的左表面发生全反射

D．汽车灯光从右面射过来，在尾灯的右表面发生全反射

5．某玻璃三棱镜的截面如图所示，其折射率为，该三棱镜的AB边竖直放置，，，当一束水平单色光照射在三棱镜AB边上时，光在AC边上的折射角为（不考虑光在玻璃中的多次反射）（    ）

A． B． C． D．

6．如图所示，扇形AOB为透明玻璃砖截面示意图，圆心角∠AOB=60°，OM为∠AOB的角平分线，平行于OM的单色光在空气中由OA边射入玻璃砖，经OA面折射后的光线恰平行于OB面。则下列说法正确的是（　　）

A．该玻璃砖的折射率为

B．经OA面折射后的光线射到AMB面都将发生全反射

C．该入射光在空气中的波长与在玻璃砖中的波长相等

D．该入射光在空气中的频率与在玻璃砖中的频率不相等

7．为了表演“隐形的大头针”节目，某同学在半径为r的圆形软木片中心垂直插入一枚大头针，并将其放入盛有水的碗中，如右图所示．已知水的折射率为，为了保证表演成功(在水面上看不到大头针)，大头针末端离水面的最大距离h为       

A．r B．r C．r D．r

8．如图所示是一半径为的玻璃球体，为球心，为水平直径。是竖直放置的光屏且与玻璃球体相切与点，一束单色光线从点沿方向射出，出射光线垂直于光屏，已知，光在真空中的传播速度为，则下列选项错误的是（　　）

A．此玻璃的折射率为

B．光从点传播到点需用时

C．该玻璃球的临界角应小于45°

D．光从A点传播到点与从点传播到点的时间之比为

9．中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”，从物理学的角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的，右图是彩虹成因的简化示意图，其中时两种不同频率的单色光，则两光（　　）

A．在同种玻璃种传播，光的传播速度一定大于光

B．以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，光侧移量大

C．分别照射同一介质，介质对光的折射率大于对光的折射率

D．以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是光

10．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90°、半径为R的扇形NBC，该柱体厚度为h，即MN=DC=AB=h。一束刚好覆盖ABNM面的单色光，以与该面成45°角的方向照射到ABNM面上。若只考虑首次入射到ABCD面上的光，则ABCD面上的光透出部分的面积为（　　）

A． B．

C． D．

11．真空中一个直径足够大的圆柱形容器中有两层液体，上层液体厚为，折射率为，下层液体厚为，折射率为，已知。在容器底部中心有一单色点光源，可以向周围发出可见光。从光源发出的光，经折射以后达到上层液体表面的可见光的最大半径是（　　）

A． B．

C． D．

12．如图，一个棱镜的顶角为=41.30，一束白光以较大的入射角从棱镜的左侧面射入，在光屏上形成从红到紫排列的彩色光带，各色光在棱镜中的折射率和临界角见表。当入射角逐渐减小到0的过程中，彩色光带的变化情况是（　　）

A．紫光最先消失，最后只剩红光、橙光 B．紫光最先消失，最后只剩红光、橙光、黄光

C．红光最先消失，最后只剩紫光 D．红光最先消失，最后只剩紫光、蓝光

13．如图所示，在一块薄圆木板的圆心处垂直于板插入一根大头针，将板浮于水面，观察者在水面附近恰好看不到浸在水中的大头针的针头，已知圆木板直径为，大头针露在圆木板外面的部分长为，则水的折射率表达式为（　　）

A． B．

C． D．

14．“道威棱镜”是一种用于光学图像翻转的仪器。如图所示，将一等腰直角棱镜截去棱角，使其平行于底面，可制成“道威棱镜”，其横截面为底角的等腰梯形，为中点，为中点，光线1和光线2两条与平行的光线，分别从和点入射棱镜，均在面上发生一次全反射后从面射出，其中光线2的出射点为中点（未画出），已知棱镜对两光线的折射率，，光在真空中的传播速度为，，则（　　）

A．光线1在棱镜中的传播速度为

B．光线2在棱镜中的传播时间为

C．光线1在棱镜中经过的路程长为

D．光线1从边射出点到边的距离为

15．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

二、填空题（共4题）

16．如图所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由MN端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射，然后垂直PQ端面射出。

（1）则该玻璃棒的折射率n=________；

（2）若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面EF上时________ （填“能”“不能”或“无法确定能否”）发生全反射。

17．当光线从________射入________时（以上两空均选填“光密介质”或“光疏介质”），如果入射角___________（选填“”或“”）临界角，就会发生全反射现象。

18．如图所示，有一截面为半圆的玻璃柱体水平放置，右侧有一竖直屏幕，半圆的半径为10cm。由红光和紫光两种单色光组成的复色光沿半径方向射向圆心，已知玻璃对这两种色光的折射率分别为、，逐渐增大入射光与竖直方向的夹角θ，投射到屏幕上的折射光首先消失的是___________色光，此时入射角等于___________，屏幕上剩下的两个光斑之间的距离为___________。

19．一底面半径为R的半圆柱形透明体的折射率为n=，横截面如图所示，O表示半圆柱形截面的圆心．一束极窄的光线在横截面内从AOB边上的极靠近A点处以60°的入射角入射，已知真空中的光速为c．求：

（1）光在透明体中的传播速度_____；

（2）光线在极靠近A点处进入透明体后的折射角_____

（3）该光线从射入透明体到第一次射出透明体时所经历的时间_____．

三、综合题（共3题）

20．如图所示，光线从空气垂直射入棱镜界面的BC边上，棱镜的折射率，请作相应光路图，并求这条光线离开棱镜时与界面的夹角。

21．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的单色光由OA射入介质，经OA折射的光线恰平行于OB。

①求介质的折射率；

②折射光线中恰好射到M点的光线__________(填“能”或“不能”）发生全反射。

22．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．B

3．D

4．B

5．B

6．A

7．A

8．D

9．C

10．B

11．C

12．A

13．A

14．C

15．D

16．    能   

17．光密介质    光疏介质       

18．紫    45°       

19．    30°       

20．45°

21．①n=；②不能

22．