人教版 (2019)选择性必修 第一册第四章 光2 全反射优秀复习练习题

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对全反射的理解
1．两束不同频率的平行单色光a、b分别由水射入空气发生如图所示的折射现象(α＜β)，下列说法正确的是( )
A．随着a、b入射角度的逐渐增加，a先发生全反射
B．水对a的折射率比水对b的折射率大
C．a、b在水中的传播速度va＞vb
D．a、b入射角为0°时，没有光线射入空气中
2．一束细光束由真空沿着径向射入一块半圆柱形透明体，如图甲所示，对其射出后的折射光线的强度进行记录，发现折射光线的强度随着θ的变化而变化，如图乙所示，则下列说法正确的是( )
A．透明体的临界角为30° B．透明体的临界角为60°
C．透明体的折射率为eq \f(\r(6),2)D．透明体的折射率为eq \f(3,2)
3. 截面为等腰直角三角形的三棱镜如图甲所示。DE为嵌在三棱镜内部紧贴BB′C′C面的线状单色可见光光源，DE与三棱镜的ABC面垂直，D位于线段BC的中点。图乙为图甲中ABC面的正视图。三棱镜对该单色光的折射率为eq \r(2)，只考虑由DE直接射向侧面AA′C′C的光线。下列说法正确的是( )
A．光从AA′C′C面出射的区域占该侧面总面积的eq \f(1,3)
B．光从AA′C′C面出射的区域占该侧面总面积的eq \f(2,3)
C．若DE发出的单色光频率变小，AA′C′C面有光出射的区域面积将增大
D．若DE发出的单色光频率变小，AA′C′C面有光出射的区域面积将减小
全反射的应用
4．光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。以下关于光导纤维的说法正确的是( )
A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
C．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射
D．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用
5.如图所示，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。尾灯的原理如图所示，下面说法中正确的是( )
A．汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的左表面发生全反射
B．汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的右表面发生全反射
C．汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的左表面发生全反射
D．汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的右表面发生全反射
6.一段长为L的直线光导纤维的内芯如图所示，一单色光从左端面射入光纤，已知光纤对该单色光的折射率为n，光在真空中传播速度大小为c。
(1)求该单色光在光纤中传播的最短时间；
(2)已知光纤对该单色光的折射率n＝eq \r(2)，当该单色光以入射角i＝45°从左端面射入，求此单色光从左端面传播到右端面所用的时间。
7．（2024·广东惠州·统考三模）图中有一直杆竖直插入水深为1.2m水池池底，恰好有一半露出水面，太阳光以与水平面成37°角射在水面上，测得直杆在池底的影长EC为2.5m，已知sin37°=0.6，则下列说法正确的是（ ）
A．直杆在池底的影长中午比早晨更长
B．直杆在水面的影长为0.9m
C．水的折射率为
D．当太阳光和水面的夹角变化时，在水面上有可能发生全反射
8．（2024上·山东菏泽·高二山东省鄄城县第一中学校考阶段练习）如图所示为固定的某介质半圆柱的横截面，O点为圆心，OO'为直径MN的垂线，足够大的光屏PQ紧靠半圆柱右侧且垂直于MN。一束绿光沿半径方向射向O点，入射光线与OO'的夹角θ=45°时，光屏出现两个光斑，两个光斑到N点的距离之比为1∶；入射光线与OO'的夹角为α时，光屏上恰好只出现一个光斑。下列说法正确的是（ ）
A．该介质对绿光的折射率为
B．若θ减小，则光屏上两个光斑的距离会减小
C．如果换成红光，以α角沿半径方向射向O点，光屏上一定会出现两个光斑
D．如果换成紫光，以α角沿半径方向射向O点，光屏上一定会出现两个光斑
9（2024上·山东德州·高三统考期末）由玻璃材质制成的实心正四面体形吊灯，棱长为L，单色点光源嵌在其几何中心点。吊灯使用的玻璃对该单色光的折射率为，只考虑由点光源直接射向表面的光线，则有光出射的区域面积为（ ）
A．B．C．D．
10．（2024·广西贵港·统考模拟预测）如图所示，单色光Ⅰ和Ⅱ从半圆形玻璃砖的圆心入射时，均从玻璃砖圆面上的同一位置离开玻璃砖，单色光Ⅰ与单色光Ⅱ相比（ ）
A．在同种玻璃中单色光Ⅰ的折射率较小
B．若光束从水中射向空气，则单色光Ⅰ比单色光Ⅱ更难发生全反射
C．单色光Ⅰ在玻璃砖从到P用时较长
D．用单射光Ⅰ和单色光Ⅱ在同一装置做双缝干涉实验，用单射光Ⅰ做条纹间距较大
11．（2023上·贵州黔西·高三校考阶段练习）如图所示为一个三棱镜的横截面ABC，∠ACB=90°，一束光线从O点射入三棱镜，光线与AC界面的法线的夹角为53°，光线经折射后在BC界面上恰好发生全反射。已知sin53°=0.8，则该三棱镜的折射率为（ ）
A．1.50B．C．D．1.20
12．（2023上·辽宁·高三校联考期末）某同学在商场购买了一个“水晶玻璃半球”（半径为R），欲利用所学的光学知识探究该“水晶玻璃半球”的光学性质。O点是匀质玻璃半球体的球心。平面水平放置，现用一束红光从距离口点为的C点入射至玻璃半球内，光线与竖直方向的夹角为θ，当θ=0°时光线恰好在球面发生全反射，若只考虑第一次射到各表面的光线，光在真空中传播的速率为c，则下列说法正确的是（ ）

A．该玻璃半球对红光的折射率为
B．红光在玻璃半球中传播速度为
C．调整角θ，若要使红光从球形表面出射后恰好与入射光平行，则θ=37°
D．θ=0°时用绿光从C点入射至玻璃半球内，光线不能在球面发生全反射
13．（2024·河南·统考一模）如图，将一平面镜置于某透明液体中，光线以入射角进入液体，经平面镜反射后恰好不能从液面射出。此时，平面镜与水平面（液面）夹角为，光线在平面镜上的入射角为。已知该液体的折射率为，下列说法正确的是（ ）
A．
B．
C．若略微增大，则光线可以从液面射出
D．若略微减小i，则光线可以从液面射出
14.（2023·广西南宁·南宁三中校考模拟预测）完全失重时，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮。中国空间站的“天宫课堂”曾完成一项水球光学实验，航天员向水球中注入空气，形成了一个内含气泡的水球。如图所示，若气泡与水球同心，水球整体半径R和气泡半径r，有。在过球心的平面内，用一束单色光以60°的入射角照射水球的A点，经折射后射到水球与气泡边界的N点，AN=r。已知光在真空中的传播速度为c、下列说法正确的是（ ）
A．此单色光在水中的折射率
B．此单色光从空气进入水球，光的传播速度一定变大
C．此单色光在N点不会发生全反射
D．此单色光从A到N的传播时间为
15．（2024·全国·校联考模拟预测）半径为R的扇形为柱形玻璃砖的截面，，AO面水平，一束单色光照射在AO面上的D点，入射光线与OC平行，折射光线照射在圆弧的最高点B点，在B点的反射光线刚好与OC面垂直，光在真空中传播的速度为c、
（1）试判断光线照射在B点会不会发生全反射；
（2）求玻璃砖对光的折射率及光从D点传播到OC面所用的时间。
16．（2023上·江苏无锡·高二统考期末）如图所示，直角三角形ABC为某种透明介质的横截面，，，AB面涂有反光材料。某单色光从BC上的D点垂直BC射入介质，经AB面反射后从AC面上射出，射出方向与AB面垂直。已知，不考虑光在AC面的反射。求：
（1）介质的折射率；
（2）光在介质中的传播时间？
【
17（2023·山东·统考高考真题）一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量，其部分原理简化如图所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M、N，相距为d，直径均为，折射率为n（）。M、N下端横截面平齐且与被测物体表面平行。激光在M内多次全反射后从下端面射向被测物体，经被测物体表面镜面反射至N下端面，N下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离有关。
（1）从M下端面出射的光与竖直方向的最大偏角为，求的正弦值；
（2）被测物体自上而下微小移动，使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围（只考虑在被测物体表面反射一次的光线）。
18．（2018·全国·高考真题）如图所示，是一直角三棱镜的横截面，，，一细光束从BC边的D点折射后，射到AC边的E点，发生全反射后经AB边的F点射出。EG垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中点。不计多次反射。
（1）求出射光相对于D点的入射光的偏角；
（2）为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？
19．（2022·重庆·高考真题）如图所示，水面上有一透明均质球，上半球露出水面，下半球内竖直中心轴上有红、蓝两种单色灯（可视为点光源），均质球对两种色光的折射率分别为和。为使从光源照射到上半球面的光，都能发生折射（不考虑光线在球内反射后的折射），若红灯到水面的最大距离为，
（1）求蓝灯到水面的最大距离；
（2）两灯都装在各自到水面的最大距离处，蓝灯在红灯的上方还是下方？为什么？
20．（2022·广东·高考真题）一个水平放置的圆柱形罐体内装了一半的透明液体，液体上方是空气，其截面如图所示。一激光器从罐体底部P点沿着罐体的内壁向上移动，它所发出的光束始终指向圆心O点。当光束与竖直方向成角时，恰好观察不到从液体表面射向空气的折射光束。已知光在空气中的传播速度为c，求液体的折射率n和激光在液体中的传播速度v。
21.（2022·河北·统考高考真题）如图，一个半径为R的玻璃球，O点为球心。球面内侧单色点光源S发出的一束光在A点射出，出射光线AB与球直径SC平行，θ = 30°。光在真空中的传播速度为c。求：
（i）玻璃的折射率；
（ii）从S发出的光线经多次全反射回到S点的最短时间。