高中物理-全反射测试题(2)
人教版新教材高中物理选择性必修第一册课时作业：全反射
全反射(建议用时：45分钟)[基础达标练]1．下列说法正确的是()A．因为水的密度大于酒精的密度，所以水是光密介质B．因为水的折射率小于酒精的折射率，所以水对酒精来说是光疏介质C．同一束光，在光密介质中的传播速度较大D．同一束光，在光密介质中的传播速度较小E．光从光密介质射入光疏介质有可能不发生全反射解析：因为水的折射率为1.33，酒精的折射率为1.36，所以水对酒精来说是光疏介质；由v＝c/n可知，光在光密介质中的速度较小．答案：BDE2．如图所示，ABCD是两面平行的透明玻璃，AB面和CD面平行，它们是玻璃和空气的界面，设为界面1和界面2.光线从界面1射入玻璃砖，再从界面2射出，回到空气中，如果改变光到达界面1时的入射角，则()A．只要入射角足够大，光线在界面1上可能发生全反射现象B．只要入射角足够大，光线在界面2上可能发生全反射现象C．不管入射角多大，光线在界面1上都不可能发生全反射现象D．不管入射角多大，光线在界面2上都不可能发生全反射现象E．光线穿过玻璃砖后传播方向不变，只发生侧移解析：在界面1，光由空气进入玻璃砖，是由光疏介质进入光密介质，不管入射角多大，都不能发生全反射现象；在界面2，光由玻璃砖进入空气，是由光密介质进入光疏介质，由于界面1和界面2平行，光由界面1进入玻璃后再到达界面2，在界面2上的入射角等于在界面1上的折射角，因此入射角总是小于临界角，也不会发生全反射现象．答案：CDE3．光从介质1通过两种介质的交界面进入介质2的光路如图所示．下列论述正确的是()A．光在介质1中的传播速度较大B．光在介质2中的传播速度较大C．光从介质1射向两种介质的交界面时，不可能发生全反射现象D．光从介质2射向两种介质的交界面时，可能发生全反射现象E．光从介质2射向两种介质的交界面时，不可能发生全反射现象解析：光从介质1进入介质2的光路如题图，入射角大于折射角，即从光疏介质入射到光密介质，所以光线在介质1中传播速度较大，A对B错．光线从光密介质到光疏介质可能发生全反射即从介质2到介质1，CD对，E错．答案：ACD4．下列现象中是由于全反射造成的是()A．露珠在阳光下格外明亮B．直棒斜插入水中时，呈现弯折现象C．海市蜃楼D．在炎热夏天的柏油马路上，远处的路面显得格外明亮E．水杯盛水后，看上去杯子变浅解析：答案：ACD5．如图所示，一束光从空气中射向折射率n＝2的某种玻璃的表面，i表示入射角，则下列说法中确的是()A．当i＞45°时会发生全反射现象B．无论入射角是多大，折射角r都不会超过45°C．欲使折射角r＝30°，应以i＝45°的角度入射D．当入射角i＝arctan2时，反射光线跟折射光线恰好垂直E．当入射角i＝arctan22时，反射光线跟折射光线恰好垂直解析：当入射光由光疏介质射入光密介质时，无论入射角多大，都不会发生全反射，故A项错误．由n＝sin isin r＝2，当i＝90°时，r＝45°，故B项对．由sin i sin r＝2，当r＝30°时，i＝45°，C项对．由i＝arctan2，得到tan i＝2，设折射角为r，从而求出sin i＝cos r＝63，cos i＝sin r＝33，可知i＋r＝90°，反射光线跟折射光线恰好垂直，D项也对．答案：BCD6．下列说法正确的是()A．在水中的潜水员斜向上看岸边的物体时，看到的物体的像将比物体所处的实际位置高B．光纤通信是一种现代通信手段，它是利用光的全反射原理来传递信息的C．玻璃杯裂缝处在光的照射下，看上去比周围明显亮，是由于光的全反射D．海市蜃楼产生的原因是海面上方上层空气的折射率比下层空气的折射率大E．小孔成像是根据光的全反射解析：由于光的折射，当水中的潜水员斜向上看岸边的物体时，看到的物体的像比物体的实际位置高，选项A正确；光纤通信是利用光的全反射原理来传递信息的，选项B正确；玻璃杯裂缝处在光的照射下，看上去比周围明显亮是由于光在裂缝处发生全反射造成的，选项C正确；海市蜃楼产生的原因是海面上方上层空气的折射率比下层空气的折射率小，选项D错误．小孔成像是光的直线传播，E错误．答案：ABC7．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．尾灯的构造如图所示，则汽车灯光射过来，在尾灯的________(选填“左”或“右”)表面发生全反射．答案：左8．一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为45°.画出光路图．解析：因为玻璃的折射率n＝1.5，设全反射的临界角为C，则有sin C＝1n＝23.而题中sin 45°＝2 2所以45°＞C，故发生全反射．答案：[能力提升练]9．一玻璃砖横截面如图所示，其中ABC为直角三角形(AC边未画出)，AB 为直角边，∠ABC＝45°；ADC为一圆弧，其圆心在BC边的中点．此玻璃的折射率为1.5，P为一贴近玻璃砖放置的、与AB垂直的光屏．若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入玻璃砖，则()A．从BC边折射出一束宽度与BC边长度相等的平行光B．在BC面无光线射出C ．屏上有一亮区，其宽度小于AB 边的长度D ．屏上有一亮区，其宽度等于AC 边的长度E ．当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大 解析：因sin C ＝1n ＝23，所以45°＞C ，光在BC 面上发生全反射，A 选项错误．B 选项正确．光经BC 面全反射后垂直AC 面由ADC 进入空气，折射角大于入射角，故所有从曲面ADC 射出的光线都向ADC 的中央方向偏折，如图所示，屏上亮区宽度小于AC 边长度，又AB 边与AC 边长度相等，故C 、E 选项正确，D 选项错误．答案：BCE10．如图所示，一玻璃球体的半径为R ，O 为球心，AB 为直径．来自B 点的光线BM 在M 点射出，出射光线平行于AB ，另一光线BN 恰好在N 点发生全反射．已知∠ABM ＝30°，求：(1)玻璃的折射率；(2)球心O 到BN 的距离．解析：(1)设光线BM 在M 点的入射角为i ，折射角为r ，由几何知识可知，i ＝30°，r ＝60°，根据折射定律得n ＝sin r sin i ①代入数据得n ＝ 3. ② (2)光线BN 恰好在N 点发生全反射，则∠BNO 为临界角Csin C ＝1n③设球心到BN的距离为d，由几何知识可知d＝R sin C ④联立②③④式得d＝3 3R.答案：(1)3(2)3 3R11．半径为R的半圆柱形玻璃，横截面如图所示，O为圆心，已知玻璃的折射率为2，当光由玻璃射向空气时，发生全反射的临界角为45°，一束与MN平面成45°角的平行光束射到玻璃的半圆柱面上，经玻璃折射后，有部分光能从MN平面上射出，求能从MN平面上射出的光束的宽度为多少．解析：如图所示，进入玻璃中的光线①垂直于半球面，沿半径方向直达球心位置O，且入射角等于临界角，恰好在O点发生全反射．光线①左侧的光线(如光线②)经球面折射后，射在MN上的入射角一定大于临界角，在MN上发生全反射，不能射出．光线①右侧的光线经半球面折射后，射到MN面上的入射角均小于临界角，能从MN面上射出．最右边射向半球面的光线③与球面相切，入射角i＝90°，由折射定律知sin r＝sin in＝22，则r＝45°.故光线③将垂直于MN射出．所以在MN面上射出的光束宽度应是OE＝R sin r＝2 2R.答案：2 2R12．一厚度为h的大平板玻璃水平放置，其下表面贴有一半径为r的圆形发光面．在玻璃板上表面放置一半径为R 的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上．已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射)，求平板玻璃的折射率．解析：根据全反射规律，圆形发光面边缘发出的光线射到玻璃板上表面时入射角为临界角(如图所示)设为θ，且sin θ＝1n .根据几何关系得：sin θ＝L h 2＋L 2而L ＝R －r联立以上各式，解得n ＝1＋⎝ ⎛⎭⎪⎫h R －r 2. 答案：1＋⎝ ⎛⎭⎪⎫h R －r 2。
高中物理光的反射、折射、全反射(提纲、例题、练习、解析)(2021年整理)
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光的反射、折射、全反射【学习目标】1．通过实例分析掌握光的反射定律与光的折射定律．2．理解折射率的定义及其与光速的关系．3．学会用光的折射、反射定律来处理有关问题．4．知道光疏介质、光密介质、全反射、临界角的概念．5．能判定是否发生全反射，并能分析解决有关问题．6．了解全反射棱镜和光导纤维．7．明确测定玻璃砖的折射率的原理．8．知道测定玻璃砖的折射率的操作步骤．9．会进行实验数据的处理和误差分析．【要点梳理】要点一、光的反射和折射1．光的反射现象和折射现象如图所示，当光线入射AO到两种介质的分界面上时，一部分光被反射回原来的介质，即反射光线OB，这种现象叫做光的反射．另一部分光进入第二种介质,并改变了原来的传播方向，即光线OC，这种现象叫做光的折射现象,光线OC称为折射光线．折射光线与法线的夹角称为 ）．折射角（22．反射定律反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角．3．折射定律(1)内容:折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧．入射角的正弦跟折射角的正弦成正比．即12sin sin θθ=常数．如图所示．也可以用sin sin in r=的数学公式表达，n 为比例常数．这就是光的折射定律． (2）对折射定律的理解：①注意光线偏折的方向：如果光线从折射率（1n ）小的介质射向折射率（2n )大的介质，折射光线向法线偏折，入射角大于折射角，并且随着入射角的增大(减小）折射角也会增大（减小）;如果光线从折射率大的介质射向折射率小的介质，折射光线偏离法线，入射角小于折射角，并且随着入射角的增大（减小）折射角也会增大（减小）．②折射光路是可逆的，如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的人射光线发生折射，定律中的公式就变为12sin 1sin nθθ=,式中1θ、2θ分别为此时的入射角和折射角．4．折射率-—公式中的n （1）定义．实验表明，光线在不同的介质界面发生折射时．相同入射角的情况下．折射角不同．这意味着定律中的n 值是与介质有关的，表格中的数据，是在光线从真空中射向介质时所测得的n 值,可以看到不同介质的n 值不同，表明n 值与介质的光学性质有关,人们把这种性质称为介质的折射率．实际运用中我们把光从真空斜射人某种介质发生折射时，入射角1θ的正弦跟折射角2θ的正弦之比。
选修1高中物理全反射试题(含答案)
选修1高中物理全反射试题(含答案)一、全反射 选择题1．一半圆形玻璃砖，C 点为其球心，直线OO '与玻璃砖上表面垂直，C 为垂足，如图所示。
与直线OO '平行且到直线OO '距离相等的ab 两条不同频率的细光束从空气射入玻璃砖，折射后相交于图中的P 点，以下判断正确的是（ ）A ．两光从空气射在玻璃砖后频率均增加B ．真空中a 光的波长大于b 光C ．a 光的频率比b 光高D ．若a 光、b 光从同一介质射入真空，a 光发生全反射的临界角大于b 光2．如图所示，AOB 为扇形玻璃砖，一细光束照射到AO 面上的C 点，入射光线与AO 面的夹角为30°，折射光线平行于BO 边，圆弧的半径为R ，C 点到BO 面的距离为2R ，AD ⊥BO ，∠DAO =30°，光在空气中的传播速度为c ，下列说法正确的是（ ）A 2B ．光线在AB 圆弧面上出射时的折射角30°C ．光线会在AB 圆弧面上发生全反射D ．光在玻璃砖中传播的时间为2R c3．如图所示，一光束包含两种不同频率的单色光，从空气射向两面平行的玻璃砖上表面，玻璃砖下表面有反射层，光束经两次折射和一次反射后，从玻璃砖上表面分为a 、b 两束单色光射出。
下列说法正确的是（ ）A．a光的频率小于b光的频率B．光束a在空气中的波长较大C．出射光束a、b一定相互平行D．a、b两色光从同种玻璃射向空气时，a光发生全反射的临界角大4．右图是一个14圆柱体棱镜的截面图,图中E､F､G､H将半径OM分成5等份,虚线EE1､FF1､GG1､HH1平行于半径O N,O N边可吸收到达其上的所有光线.已知该棱镜的折射率n=53,若平行光束垂直入射并覆盖OM,则光线( )A．不能从圆弧NF1射出B．只能从圆弧NG1射出C．能从圆弧G H11射出D．能从圆弧1H M射出5．如图所示，三束细光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光.比较a、b、c三束光，可知( )A．a为波长较长的光B．当它们在真空中传播时，a光的速度最大C．分别用这三种光做光源，使用同样的装置进行双缝干涉实验，a光的干涉条纹中相邻亮纹的间距最小D．若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最大6．如图所示，一束光与某材料表面成45°角入射，每次反射的光能量为入射光能量的k倍(01)k<<。
高中物理(新人教版)选择性必修一课后习题：第四章习题课 光的折射和全反射(课后习题)【含答案及解析】
习题课:光的折射和全反射课后篇巩固提升必备知识基础练1.(2021青海高二期末)在桌面上有一倒立的玻璃圆锥,其顶点恰好与桌面接触,圆锥的轴与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形,如图所示。
有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合。
已知玻璃的折射率为1.5,则光束在桌面上形成的光斑半径为()A.rB.1.5rC.2rD.2.5r图所示,玻璃的折射率为1.5,可得临界角小于45°。
在CB面上,由于入射角等于零,所以折射角也是零,因此折射光线不发生偏折。
在O点,由于入射角等于60°。
所以会发生光的全反射,反射光线恰好垂直射出。
因为ON等于r,故OA等于2r,由于∠MOA=∠AMO=30°,所以AM等于2r,故选C。
2.如图所示,某同学利用方格坐标纸测量半圆形玻璃砖的折射率,OA是画在纸上的直线,他在直线OA 的适当位置先后竖直插上P1、P2两枚大头针,按图所示放上玻璃砖,然后插上P3、P4大头针。
(1)其中他确定P3大头针位置的方法应是。
(2)若该同学实验操作规范准确,其记录的情况如图所示。
该同学还用圆规做了一个以O 为圆心,半径与玻璃砖相同的半圆(如图中虚线所示)。
请算出玻璃砖的折射率n= 。
透过玻璃砖看,使P 3大头针挡住P 1、P 2两枚大头针的像,就可以确定P 3在折射光线上。
(2)如图所示,光从玻璃射入空气的入射角为θ1=∠BOC ,折射角为θ2=∠DOE ,根据光路可逆性和折射定律可得玻璃的折射率为n=sin θ2sin θ1,设半圆玻璃砖的半径为R ,由几何知识可得sin θ1=BCR,sin θ2=DER ,从图中可以看出DEBC =64,代入数据联立得n=1.5。
透过玻璃砖看,使P 3大头针挡住P 1、P 2两枚大头针的像 (2)1.53.如图所示,扇形AOB 为透明柱状介质的横截面,圆心角∠AOB=60°。
《第4章 光的折射和全反射》试卷及答案_高中物理选择性必修 第一册_鲁科版_2024-2025学年
《第4章光的折射和全反射》试卷(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、一束光线从空气射入水中时，下列说法正确的是：A、入射角等于折射角B、折射光线一定比入射光线偏离法线C、折射角大于入射角D、折射光线和入射光线分居法线两侧2、一束光线从水中射入空气时，下列说法正确的是：A、入射角大于折射角B、折射光线与入射光线在同一直线上C、折射光线一定偏离法线D、折射光线和入射光线分居法线两侧3、一束光线从空气（折射率为1.00）射入水（折射率为1.33），当入射角为45°时，折射角为多少度？A. 30°B. 40°C. 53.1°D. 78.7°4、当光从一种介质射入另一种介质时，如果反射光和折射光之间的夹角某一数值会等于90°，此时的入射角称为临界角。
当入射光的折射角为90°时，对应的入射角称为：A. 临界角B. 平行角C. 漫反射角D. 全反射角5、光从空气斜射入水中时（水和空气的折射率分别为n₁和n₂，且n₁ > n₂），下列关于折射现象的描述正确的是（）A. 折射光线与入射光线分居法线两侧B. 折射光线、入射光线和法线都在同一平面内C. 折射角小于入射角D. 折射光线、入射光线、法线都与光线方向相垂直6、一束单色光从水中斜射入空气时，下面的哪种情形会导致观察者看到光的路径出现一定的弯折？（）A. 增加入射水面的粗糙程度B. 提高观察者与入射水面的距离C. 小心调整观察者与法线的距离D. 旋转入射光线7、一束光线从空气射入水中，入射角为30°，已知水的折射率为1.33，则折射角最接近于：A. 22°B. 25°C. 30°D. 40°二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、下列关于光的折射现象的描述，正确的是：A、光从空气进入水中时，传播速度变慢，折射角大于入射角。
高中物理(新人教版)选择性必修一课后习题：全反射(课后习题)【含答案及解析】
全反射课后篇巩固提升必备知识基础练1.关于全反射,下列叙述正确的是()A.发生全反射时仍有折射光线,只是折射光线非常弱B.光从光密介质射向光疏介质时,一定会发生全反射现象C.光从光密介质射向光疏介质时,可能不发生全反射现象D.光从光疏介质射向光密介质时,可能发生全反射现象,二者缺一不可,故选项B、D错误,C正确;发生全反射时,折射光线全部消失,只剩下反射光线,选项A错误。
2.光线由空气透过半圆形玻璃砖,再射入空气的光路图中,正确的是(玻璃的折射率为1.5)()A.图乙、丙、丁B.图乙、丁C.图乙、丙D.图甲、丙,光由空气进入玻璃,由光疏介质进入光密介质,应有θ1>θ2,乙正确,甲错误;题图丙、丁情景中,光由玻璃进入空气中,sin C=1n =23<√22=sin 45°,即C<45°,即入射角大于临界角,应发生全反射,丙错误,丁正确。
3.(2021山东潍坊一中高二期末)将塑料瓶下侧开一个小孔,瓶中灌入清水,水就从小孔流出。
将激光水平射向塑料瓶小孔,观察到激光束沿水流方向发生了弯曲,光被限制在水流内。
则下列说法正确的是()A.激光束发生弯曲是因为光在水柱与空气界面上发生折射B.激光束发生弯曲是因为光在水柱与空气界面上发生全反射C.改用折射率更大的液体,激光束便不能被限制在水流内D.激光在水中的传播速度大于其在空气中的传播速度,就像光导纤维一样,选项A错误,B正确;改用折射率更大的液体,根据sin C=1n,得临界角变小,光束仍可在水流中发生全反射,选项C错误;根据v=cn 可知,激光在水中的传播速度小于其在空气中的传播速度,选项D错误。
4.三种透明介质叠放在一起,且相互平行,一束光在Ⅰ和Ⅱ两介质的界面上发生了全反射后,射向Ⅱ和Ⅲ两介质界面,发生折射,如图所示,设定光在这三种介质中的速率分别是v1、v2、v3,则它们的大小关系是()A.v1>v2>v3B.v1>v3>v2C.v1<v2<v3D.v2>v1>v3Ⅰ和Ⅱ两介质的界面上发生了全反射,说明Ⅰ的折射率小于Ⅱ的折射率,即n1<n2;光射向Ⅱ和Ⅲ两介质界面时发生了折射,而且折射角大于入射角,说明Ⅱ的折射率大于Ⅲ的折射率,即n2>n3;介质Ⅰ与Ⅲ相比较,介质Ⅰ的折射率小于介质Ⅲ的折射率,即有n1<n3,所以有n2>n3>n1,根据光在这三种介质中的速率公式v=cn 得知,光速与折射率成反比,则v1>v3>v2。
高中 高考物理 三类玻璃砖的折射、全反射问题
|三角形玻璃砖
题 型 简 述 三角形玻璃砖 (也称三棱镜 )是指横截面为三角形的 玻璃砖，其横截面可分为：一般三角形、直角三角 形、等腰三角形、等边三角形等多种。
方 光路特点及对光线的作用： 法 如图所示： 突 通过三棱镜的光线经两次折射后， 破 出射光线向棱镜底边偏折。
方 法 突 破
注意：(1)调节入射角 θ， 光线在 AC 面的出射方向会 改变，可能在 AC 面上发生全反射。 (2)两种特殊入射方向：①光线平行于 BC 边射入。 ②光线垂直于 AB 边射入。 两种情况光线在另一个面 上可能发生全反射。
(2)在△OPB 中，根据正弦定理得 OP L ＝ sin 75° sin 45° 设所用时间为 t，光线在介质中的速度为 v， 得 OP ＝vt c 又 v＝n 6＋ 2 联立以上各式，代入数据得 t＝ L。 2c [答案] 6＋ 2 (1)45° (2) L 2c
[名师指津] 本题考查了光的折射定律及全反射 规律的应用。解决本题的关键是画好光 路图，再根据几何关系结合折射定律、 临界角公式求解。
[解析] 设光在鳞片中的折射角为 γ， 由折射定律得 sin i＝nsin γ 2d c 在鳞片中传播的路程 l1＝ ，传播速度 v＝n， cos γ l1 2n 2 d 传播时间 t1＝v，解得 t1＝ c n2－sin 2i 2h 同理，在空气中的传播时间 t2＝ ccos i 2n2d 2h 则 t＝t1＋t2＝ 2 2 ＋ccos i。 c n －sin i 2n 2 d 2h [答案] 2 2 ＋ccos i c n －sin i
[名师指津] 本题中的鳞片相当于平行玻璃砖， 解答本题的关键是挖掘出光两次经过鳞 片的入射角、折射角及路程都是相同的 这一隐含条件。
高中物理【光的折射 全反射】典型题(带解析)
高中物理【光的折射全反射】典型题1．(多选)已知介质对某单色光的临界角为θ，则()A．该介质对此单色光的折射率为1sin θB．此单色光在该介质中传播速度为c sin θ(c为真空中光速)C．此单色光在该介质中的波长是真空中波长的sin θ倍D．此单色光在该介质中的频率是真空中的1sin θ解析：选ABC．介质对该单色光的临界角为θ，它的折射率n＝1sin θ，A正确；此单色光在介质中的传播速度v＝cn＝c sinθ，B正确；波长λ＝vf＝c sin θcλ0＝λ0sin θ，C正确；光的频率是由光源决定的，与介质无关，D错误．2．光纤通信中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．下列关于光导纤维的说法中正确的是()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．波长越短的光在光纤中传播的速度越大D．频率越大的光在光纤中传播的速度越大解析：选A．光纤内芯比外套折射率大，在内芯与外套的界面上发生全反射，A对，B 错；频率大的光，波长短，折射率大，在光纤中传播速度小，C、D错．3．如图所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为λa、λb，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为n a、n b，则()A．λa<λb，n a>n b B．λa>λb，n a<n bC．λa<λb，n a<n b D．λa>λb，n a>n b解析：选B ．一束光经过三棱镜折射后，折射率小的光偏折较小，而折射率小的光波长较长．所以λa >λb ，n a <n b .故选项B 正确．4．如图，△ABC 为一玻璃三棱镜的横截面，∠A ＝30°，一束红光垂直AB 边射入，从AC 边上的D 点射出，其折射角为60°，则玻璃对红光的折射率为________．若改用蓝光沿同一路径入射，则光线在D 点射出时的折射角________(选填“小于”“等于”或“大于”)60°.解析：根据题述和图示可知，i ＝60°，γ＝30°，由折射定律，玻璃对红光的折射率n ＝sin isin γ＝ 3.若改用蓝光沿同一路径入射，由于玻璃对蓝光的折射率大于玻璃对红光的折射率，则光线在D 点射出时的折射角大于60°.答案：3 大于5．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2θ出射，则此介质的折射率为( )A ．1＋sin 2θB ．1＋cos 2θC ．1＋cos 2θD ．1＋sin 2θ解析：选D ．设介质中发生全反射的临界角为α，如图．则由全反射临界角与α的关系可知：sin α＝1n.由图，经多次全反射后从右端射出时，入射角和反射角满足关系：n ＝sin θsin ⎝⎛⎭⎫π2－a .联立两式可得n ＝ 1＋sin 2 θ.6.如图，一半径为R 的玻璃半球，O 点是半球的球心，虚线OO ′表示光轴(过球心O 与半球底面垂直的直线)．已知玻璃的折射率为1.5.现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线)．求：(1)从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；(2)距光轴R 3的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O 点的距离． 解析： (1)如图，从底面上A 处射入的光线，在球面上发生折射时的入射角为i ，当i 等于全反射临界角i c 时，对应入射光线到光轴的距离最大，设最大距离为l .i ＝i c ①设n 是玻璃的折射率，由全反射临界角的定义有n sin i c ＝1②由几何关系有sin i ＝l R③ 联立①②③式并利用题给条件，得l ＝23R .④ (2)设与光轴相距R 3的光线在球面B 点发生折射时的入射角和折射角分别为i 1和γ1，由折射定律有n sin i 1＝sin γ1⑤设折射光线与光轴的交点为C ，在△OBC 中，由正弦定理有sin ∠C R ＝sin(180°－γ1)OC⑥ 由几何关系有∠C ＝γ1－i 1⑦sin i 1＝13⑧ 联立⑤⑥⑦⑧式及题给条件得OC ＝3(22＋3)5R ≈2.74R .⑨ 答案：(1)23R (2)2.74R7．(多选)如图所示，O1O2是半圆形玻璃砖过圆心的法线，a、b是关于O1O2对称的两束平行单色光束，两光束从玻璃砖右方射出后的光路图如图所示，则下列说法正确的是()A．该玻璃砖对a光的折射率比对b光的折射率小B．有可能a是绿光，b是红光C．两光束从空气进入玻璃的过程中各自的频率均不变D．在真空中，a光的波长比b光的波长长解析：选ACD．由题图可知，b光偏离原来的传播方向较多，玻璃对b光的折射率大，故A正确；玻璃对b光的折射率大，b光的频率高，故B错误；光在不同介质中传播，频率不变，故C正确；根据真空中波速c＝λν，b光频率高，波长短，故D正确．8．如图所示，光液面传感器有一个像试管模样的玻璃管，中央插一块两面反光的玻璃板，入射光线在玻璃管内壁与反光板之间来回发生反射，进入到玻璃管底部，然后在另一侧反射而出(与光纤原理相同)．当透明液体的折射率大于玻璃管壁的折射率时，就可以通过光液面传感器监测出射光的强弱来判定玻璃管是否被液体包住了，从而了解液面的高度．以下说法正确的是()A．玻璃管被液体包住之后，出射光强度增强B．玻璃管被液体包住之后，出射光消失C．玻璃管被液体包住之后，出射光强度减弱D．玻璃管被液体包住之后，出射光强度不变解析：选C．玻璃管被液体包住之前，由于玻璃管之外是光疏介质空气，光线发生全反射，没有光线从玻璃管壁中射出．当玻璃管被透明液体包住之后，液体的折射率大于玻璃管壁的折射率时，光线不再发生全反射，有一部分光线进入液体，反射光的强度会减弱，故C 正确．9．(多选)如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射入E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角为θ＝30°，E、F分别为边AB、BC的中点，则下列说法正确的是( )A ．该棱镜的折射率为 3B ．光在F 点发生全反射C ．光从空气进入棱镜，波长变短D ．光从空气进入棱镜，波速变小解析：选ACD ．在E 点作出法线可知入射角为60°，折射角为30°，由n ＝sin 60°sin 30°可得折射率为3，故A 正确；由几何关系可知，在BC 边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，B 错；由公式v ＝c n可知，光从空气进入棱镜，波速变小，又v ＝λf ，光从空气进入棱镜，波长变短，故C 、D 正确．10.如图，一玻璃工件的上半部是半径为R 的半球体，O 点为球心；下半部是半径为R 、高为2R 的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜．有一平行于中心轴OC 的光线从半球面射入，该光线与OC 之间的距离为0.6R .已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射)．求该玻璃的折射率．解析：如图，根据光路的对称性和光路可逆性，与入射光线相对于OC 轴对称的出射光线一定与入射光线平行．这样，从半球面射入的折射光线，将从圆柱体底面中心C 点反射．设光线在半球面的入射角为i ，折射角为γ.由折射定律有sin i ＝n sin γ①由正弦定理有sin γ2R ＝sin(i －γ)R ② 由几何关系，入射点的法线与OC 的夹角为i .由题设条件和几何关系有sin i ＝L R③ 式中L 是入射光线与OC 的距离，L ＝0.6R .由②③式和题给数据得sin γ＝6205④ 由①③④式和题给数据得n ＝ 2.05≈1.43答案： 2.05(或1.43)11．如图所示，在注满水的游泳池的池底有一点光源A ，它到池边的水平距离为3.0 m ．从点光源A 射向池边的光线AB 与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为43.(1)求池内的水深；(2)一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到池面的高度为2.0 m ．当他看到正前下方的点光源A 时，他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°.求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保留1位有效数字)．解析：(1)光由A 射向B 恰好发生全反射，光路如图甲所示．甲则sin θ＝1n ，得sin θ＝34又|AO |＝3 m ，由几何关系可得：|AB |＝4 m ，|BO |＝7 m ，所以水深7 m.(2)光由A 点射入救生员眼中光路图如图乙所示．乙由折射定律n ＝sin 45°sin α可知sin α＝328tan α＝323＝32323 设|BE |＝x ，由几何关系得tan α＝|AQ ||QE |＝3 m －x 7 m代入数据得x ＝⎝⎛⎭⎫3－316123 m ≈1.3 m ， 由几何关系得，救生员到池边的水平距离为 |BC |＝2 m －x ≈0.7 m答案：(1)7 m (2)0.7 m。
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高中物理-全反射测试题(2)一、全反射选择题1．如图所示为某透明均质圆柱形玻璃截面图，其中MN为过圆心O的水平直线。
现有两单色细光束a、b相对MN两侧对称，且平行MN照射玻璃柱体,经玻璃折射后两束光相交于P点，部分光路如图所示。
a、b两束光相比A．玻璃对a光的折射率小B．在玻璃中a光的传播速度小C．在玻璃中a光的传播时间短D．a、b光在P点都不能发生全反射2．很多公园的水池底都装有彩灯，当一细束由红、蓝两色组成的灯光从水中斜射向空气时，关于光在水面可能发生的反射和折射现象，下列光路图中正确的是 ( )A．B．C．D．3．如图所示是一玻璃球体，其半径为R，O为球心，AB为水平直径。
M点是玻璃球的最高点，来自B点的光线BD从D点射出，出射光线平行于AB，已知∠ABD=30︒，光在真空中的传播速度为c，则（）A ．此玻璃的折射率为2B ．光线从B 传播到D 的时间为3R cC ．若增大∠ABD ，光线不可能在DM 段发生全反射现象 D ．若减小∠ABD ，从AD 段射出的光线仍平行于AB4．如图所示，EOFGC 为某种透明介质的截面图，EC 是半径为R 的四分之一圆弧，OFGC 是一个正方形AB 为足够大的水平屏幕并紧贴介质的底面，由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O ，该介质对红光和紫光的折射率分别为1223,2n n ==，设光在真空中的速度为c ，则A ．红光在介质中的传播速度为22红=v c B ．随着角度α逐渐变大的过程中，紫光和红光依次发生全反射C ．当53α︒=时，光在屏幕AF 上出现了两个亮斑，则这两个亮斑之间的距离为3914- D ．红光在玻璃中的频率比空气中的频率大 5．右图是一个14圆柱体棱镜的截面图,图中E ､F ､G ､H 将半径OM 分成5等份,虚线EE 1､FF 1､GG 1､HH 1平行于半径O N,O N 边可吸收到达其上的所有光线.已知该棱镜的折射率n=53,若平行光束垂直入射并覆盖OM,则光线( )A．不能从圆弧NF1射出B．只能从圆弧NG1射出C．能从圆弧G H11射出D．能从圆弧1H M射出6．a、b两种单色光以相同的入射角从空气斜射向平行玻璃砖，界面MN与PQ平行，光路如图所示．关于a、b两种单色光，下列说法正确的是( )A．该玻璃砖中a光的传播速度小于b光的传播速度B．a、b两种单色光从玻璃砖射向空气时，两单色光可能不平行C．若增大从空气射入玻璃时的入射角，a、b两种单色光在PQ界面可能发生全反射D．该玻璃砖对a光的折射率小于b光的折射率7．如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面θ=︒时，光线从玻璃砖圆形表入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角60面出射后恰好与入射光平行。
已知真空中的光速为c，则（）A．玻璃砖的折射率为1.5B．OP之间的距离为2 2RC．光在玻璃砖内的传播速度为3 3 cD．光从玻璃到空气的临界角为30°8．如图所示，P、Q是两种透明材料制成的两块直角梯形的棱镜，叠合在一起组成一个长方体。
某单色光沿与P的上表面成θ角的方向斜射向P，其折射光线正好垂直通过两棱镜的界面。
已知材料的折射率n P<n Q，则下列说法正确的是（）A．光线在Q的下表面可能发生全反射B．如果光线从Q的下表面射出，出射光线一定与入射到P的上表面的光线平行C．如果光线从Q的下表面射出，出射光线与下表面所夹的锐角一定小于θD．如果光线从Q的下表面射出，出射光线与下表面所夹的锐角一定于大θ9．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1 sinC倍B．该介质对单色光的折射率等于1 sinCC．此单色光在该介质中的传播波长是在真空中波长的1 sinC倍D．此单色光在该介质中的频率是在真空中的1 sinC倍10．如图所示，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线.则A．分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距B．在真空中，a光的波长小于b光的波长C．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a首先消失11．雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹．设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是A．紫光、黄光、蓝光和红光B．紫光、蓝光、黄光和红光C．红光、蓝光、黄光和紫光D．红光、黄光、蓝光和紫光12．如图所示，一束光从空气中射向折射率n=2的某种玻璃的表面，i表示入射角，光在真空中的传播速度c=3×108m/s，则下列说法中正确的是（）A．当i＞45°时会发生全反射现象B．无论入射角是多大，折射角r都不会超过45°C．欲使折射角r=30°应以i=45°的角度入射D．当入射角tani=2时，反射光线跟折射光线恰好垂直E.光在该玻璃中的传播速度v=1.5×108m/s13．如图所示，一束光从空气中射向折射率为n＝2的某种玻璃的表面，θ1表示入射角，则下列说法中正确的是()A．当θ1>45°时会发生全反射现象B．只有当θ1＝90°时才会发生全反射C．无论入射角θ1是多大，折射角θ2都不会超过45°D．欲使折射角θ2＝30°，应以θ1＝45°的角度入射E.当入射角的正切tan θ12时，反射光线和折射光线恰好互相垂直14．如图所示为一玻璃工件的截面图，上半部ABC 为等腰直角三角形，∠A =90°，下半部是半径为R 的半圆，O 是圆心，P 、Q 是半圆弧BDC 上的两个点，AD 和BC 垂直相交于O 点。
现有一束平行于AD 方向的平行光射到AB 面上，从A 点射入玻璃的光射到P 点，已知圆弧BQ 与QD 的长度相等，圆弧CP 长度是DP 长度的2倍，光在真空中传播的速度为C ，若只考虑光从AB 界面一次折射到圆弧界面，则A ．此玻璃工件的折射率为2B ．射到Q 点的光一定发生全反射C ．能从圆弧界面射出的圆弧长度为3Rπ D ．射到圆弧界面的最长时间为2sin15RC ︒15．为了研究某种透明新材料的光学性质，将其压制成半圆柱形，如图甲所示。
一束激光由真空沿半圆柱体的径向与其底面过O 的法线成θ角射人。
CD 为光学传感器，可以探测光的强度。
从AB 面反射回来的光强随角θ变化的情况如图乙所示。
现在将这种新材料制成的一根光导纤维束弯成半圆形，暴露于空气中(假设空气中的折射率与真空相同)，设半圆形外半径为R ，光导纤维束的半径为r 。
则下列说法正确的是A ．该新材料的折射率n > 1B ．该新材料的折射率n <1C ．图甲中若减小入射角θ，则反射光线和折射光线之间的夹角也将变小D ．用同种激光垂直于光导纤维束端面EF 射入，如图丙。
若该束激光不从光导纤维束侧面外泄，则弯成的半圆形半径R 与纤维束半径r 应满足的关系为10R r16．如图所示，a 、b 和c 都是厚度均匀的平行玻璃板，a 和b 、b 和c 之间的夹角都为β，一细光束由红光和蓝光组成，以入射角θ从O 点射入a 板，且射出c 板后的两束单色光射在地面上P、Q两点，由此可知（）A．射出c板后的两束单色光与入射光平行B．射到P点的光在玻璃中的折射率较大C．若稍微增大入射角θ，光从b板上表面射入到其下表面时，在该界面上有可能发生全反射D．若射到P、Q两点的光分别通过同一双缝发生干涉现象，则射到P点的光形成干涉条纹的间距小，这束光为蓝光17．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2，只考虑由DE直接射向侧面AA'CC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1 2B．光从AA'C'C面出射的区域占该侧面总面积的2 3C．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18．如图中方框区域内有一个位置可以任意摆放的全反射棱镜，其横截面是等腰直角三角形，光线1、2、3、4表示的是入射光线，经过棱镜后，相应的出射光线是1'、2'、3'、4'下图4种情况中，哪些是可能实现的（）A ．B ．C ．D ．19．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20．如图所示。
有一束平行于等边三棱镜横截面ABC 的红光从空气射向E 点，并偏折到F 点。
已知入射方向与边AB 的夹角45θ︒=，E ．F 分别为边AB ．BC 的中点，则（ ）A 2B ．光在F 点发生全反射C ．从F 点出射的光束与入射到E 点的光束的夹角为30︒D ．若改用紫光沿相同角度从E 点入射，则出射点在F 点左侧【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、全反射 选择题 1．BD 【解析】 【详解】A.由光路图可知，a、b两光的入射角i相等，折射角：rb＞ra，由折射定律可知，nb＜na，故A错误；B.光在介质中的传播速度为：，由于nb＜na，则vb＞va，故B正解析：BD【解析】【详解】A.由光路图可知，a、b两光的入射角i相等，折射角：r b＞r a，由折射定律sininsinr=可知，n b＜n a，故A错误；B.光在介质中的传播速度为：cvn=，由于n b＜n a，则v b＞v a，故B正确；C.由光路图可知，光的路程关系为：s b＜s a，已知：v b＞v a，光的传播时间：stv=，则：t b＜t a，故C错误；D.由光路图可知，在P点光a、b的入射角都等于光射入玻璃砖时的折射角，在P点的入射角一定小于临界角，a、b在P点不可能发生全反射，故D正确。
2．C【解析】【分析】【详解】蓝光折射率大于红光，故入射角首先达到蓝光的临界角，如果等于或大于这个临界角，蓝光发生全反射，出射光只剩红光，如果小于蓝光的临界角两束光都出射，但蓝光折射角将大于红光解析：C【解析】【分析】【详解】蓝光折射率大于红光，故入射角首先达到蓝光的临界角，如果等于或大于这个临界角，蓝光发生全反射，出射光只剩红光，如果小于蓝光的临界角两束光都出射，但蓝光折射角将大于红光；因此AB图错误，D图错误的原因是红光也有反射光；只有C图正确，故选C。