第3节光的全反射同步练习(word版含答案)
教科版高中物理选修3-4《光的全反射》同步练习2
4.3《光的全反射》同步练习1．光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件是( )A．光从玻璃射到分界面上，入射角足够小B．光从玻璃射到分界面上，入射角足够大C．光从空气射到分界面上，入射角足够小D．光从空气射到分界面上，入射角足够大2．在自行车的后挡泥板上，常常安装着一个“尾灯”。
其实它不是灯，它是一种透明的塑料制成的，其截面如图15－1所示。
夜间，从自行车后方来的汽车灯光照在“尾灯”上时，“尾灯”就变得十分明亮，以便引起汽车司机的注意。
从原理上讲，它的功能是利用了( )图15－1A．光的折射B．光的全反射C．光的干涉D．光的衍射3．关于光纤的说法，正确的是( )A．光纤是由高级金属制成的，所以它比普通电线容量大B．光纤是非常细的特制玻璃丝，但导电性能特别好，所以它比普通电线衰减小C．光纤是非常细的特制玻璃丝，有内芯和外套两层组成，光纤是利用全反射原理来实现光的传导的D．在实际应用中，光纤必须呈笔直状态，因为弯曲的光纤是不能导光的4．光线从折射率为2的介质中射向空气，如果入射角为60°，下图中光路可能的是( )5．一束光从空气射入折射率n＝2的某种玻璃的表面，下列说法中正确的是( )A．当入射角大于45°时，会发生全反射现象B．无论入射角多大，折射角都不会超过45°C．欲使折射角等于30°，光应以45°角入射D．当入射角等于arctan2时，反射光线恰好跟折射光线垂直6．两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为θ1、θ2，已知θ1＞θ2。
用n1、n2分别表示水对两单色光的折射率，v1、v2分别表示两单色光在水中的传播速度，则( )A．n1<n2，v1<v2B．n1<n2，v1>v2C．n1>n2，v1<v2D．n1>n2，v1>v27．如图15－2所示为一直角棱镜的横截面，∠bac＝90°，∠abc＝60°。
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。
2018年物理同步优化指导教科版选修3-4练习：活页作业
活页作业(十四)光的全反射知识点一全反射1．(多选)光从介质a射向介质b，如果要在a、b介质的分界面上发生全反射，那么必须满足的条件是()A．光在介质a中的速度必须大于在介质b中的速度B．a是光密介质，b是光疏介质C．光的入射角必须大于或等于临界角D．必须是单色光解析：由v＝cn可知，折射率大的在介质中的传播速度小，根据全反射的条件，则a是光密介质、折射率大、在介质中的传播速度小．故B、C两项正确．答案：BC2．关于全反射，下列叙述中正确的是()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解析：由全反射定义知选项A错误；根据全反射的条件知选项B、D错误，选项C正确．答案：C3．(2014·高考福建卷)如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路的是()解析：光从玻璃砖射向空气时，如果入射角大于临界角，则发生全反射；如果入射角小于临界角，则在界面处既有反射光线，又有折射光线，但折射角应大于入射角，选项A正确，选项C错误．当光从空气射入玻璃砖时，在界面处既有反射光线，又有折射光线，且入射角大于折射角，选项B、D错误．答案：A4．(多选)如图所示，一束平行光从真空射向一块半圆形的玻璃砖，下列说法正确的是()A．只有圆心两侧一定范围内的光线不能通过玻璃砖B．只有圆心两侧一定范围内的光线能通过玻璃砖C．通过圆心的光线将沿直线穿过不发生偏折D．圆心两侧一定范围外的光线将在曲面发生全反射解析：垂直射向界面的光线不偏折，因而光束沿直线平行射到半圆面上．其中通过圆心的光线将沿直线穿过玻璃砖，不发生偏折，入射角为零．圆心两侧的光线，在半圆面上进入真空时的入射角逐渐增大并趋近90°角，且折射角一定大于入射角，所以一定会发生全反射，故选项B、C、D正确．答案：BCD5．(多选)如图所示，半圆形玻璃砖放在空气中，三条同一颜色、强度相同的光线均由空气射入玻璃砖，到达玻璃砖的圆心位置．下列说法正确的是()A．假若三条光线中有一条在O点发生了全反射，那一定是aO光线B．假若光线bO能发生全反射，那么光线cO一定能发生全反射C．假若光线bO能发生全反射，那么光线aO一定能发生全反射D．假若光线aO恰能发生全反射，则光线bO的反射光线比光线cO的反射光线的亮度大解析：本题考查全反射的条件及能量．三条入射光线沿着指向圆心的方向由空气射向玻璃砖，在圆周界面，它们的入射角为零，均不会偏折．在直径界面，光线aO的入射角最大，光线cO的入射角最小，它们都是从光密介质射向光疏介质，都有发生全反射的可能．如果只有一条光线发生了全反射，那一定是aO光线，因为它的入射角最大，所以A项对．假若光线bO能发生全反射，说明它的入射角等于或大于临界角，光线aO的入射角更大，所以，光线aO一定能发生全反射，光线cO的入射角可能大于临界角，也可能小于临界角，因此，cO不一定能发生全反射，所以C项对，B项错．假若光线aO恰能发生全反射，光线bO和cO都不能发生全反射，但bO的入射角更接近于临界角，所以光线bO的反射光线较光线cO的反射光线强，即bO的反射光线亮度较大，所以D项对．答案：ACD知识点二全反射的应用6.如图所示，一个透明玻璃球的折射率为2，一束足够强的细光束在过球心的平面内，以45°入射角由真空射入玻璃球后，在玻璃球与真空的交界面处发生多次反射和折射，从各个方向观察玻璃球，能看到从玻璃球内射出的光线的条数是()A．2B．3C．4D．5解析：sin C ＝1n ＝12，C ＝45°；n ＝sin 45°sin θ，θ＝30°.光路图如图所示．所以共有3条光线射出玻璃球．答案：B7.如图所示为一直角三棱镜的横截面，棱镜材料的折射率为2，∠A ＝40°，∠C ＝90°，当入射光线以垂直于AB 面的方向射入棱镜时，则有光线( )A ．从AC 面射出B ．从CB 面射出C ．从AB 面射出，且与AB 面斜交D ．从AB 面射出，且与AB 面垂直解析：由题意知，三棱镜的临界角满足sin C ＝1n，解得C ＝30°；由几何关系知，光线在AC 面的入射角为40°，在BC 面的入射角为50°均发生全反射，可得，光线将从AB 面垂直射出，故选项D 正确．答案：D8．光线由某种介质射向与空气的分界面，当入射角大于45°时折射光线消失，由此可断定这种介质的折射率是( )A ．n ＝22B ．n ＝ 2C ．n ＝12D ．n ＝2解析：入射角大于45°时折射光线消失，即这种介质的临界角C ＝45°，所以n ＝1sin C ＝2，故选项B 正确．答案：B9．(多选)如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC 的单色光从空气射向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( )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，光速变小D ．从F 点出射的光束与入射到E 点的光束平行解析：在E 点作出法线可知入射角为60°，折射角为30°，折射率为3，选项A 正确；由光路的可逆性可知，在BC 边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，选项B 错误；由公式v ＝c n，可知选项C 正确；三棱镜两次折射使得光线都向底边偏折，不会与入射到E 点的光束平行，故选项D 错误．答案：AC10.在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴线(图中虚线)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解析：如图所示，光线射到A 或B 时，入射角大于临界角，发生全反射，而后由几何关系得光线第二次到达界面的时候垂直射出．O 点为△ABC 的重心，设EC ＝x ，则由几何关系得x x ＋r ＝23，解得光斑半径x ＝2r .答案：C11.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 平面上射出来，求能从MN 射出的光束的宽度．解析：寻找特殊光线，如图所示，进入玻璃中的光线①垂直半球面，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；最右边射向半球的光线③与球面相切，入射角i ＝90°，由折射定律知：sin γ＝sin i n ＝22，则γ＝45°，故光线③将垂直MN 射出，所以在MN 面上射出的光束宽度应为OE ＝R sin γ＝22R . 答案：22R12．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________(选填“能”或“不能”)发生全反射． 解析：(1)由题意画出光路图如图所示，可得入射角i ＝60°，折射角γ＝30°，由折射定律可得此介质的折射率为n ＝sin i sin γ＝sin 60°sin 30°＝ 3. (2)由题意画出恰好经过M 点的折射光线如图所示，可得出此时射向M 点的入射角为30°，全反射的临界角sin C ＝1n ＝33>sin 30°＝12，故不能发生全反射． 答案：(1)3 (2)不能。
第13章2.全反射课堂练习Word版含解析
讲堂互动三点分析1.全反射现象光密介质和光疏介质：不一样折射率的介质对比较，折射率大的叫光密介质，折射率小的叫光疏介质。
注意：光密介质和光疏介质是相对而言的，不是绝对的。
全反射现象光从光密介质射向光疏介质时，往常状况下，在两种介质的界面上要同时发生反射和折射，可是，假如知足必定的条件，折射光芒就会消逝，入射光所有被反射回来，这类现象叫全反射现象。
注意：要联合实验来理解全反射现象，这也是学习物理的一种重要方法，因为物理是一门实验科学。
2.发生全反射的条件临界角：折射角等于 90°时的入射角叫临界角，用1 C 表示，且有 sinC=n注意：上式中的 C 是指光从折射率为n 的介质射向空气 (或真空 )时的临界角。
正确理解产生全反射的条件及反射现象发生全反射要同时知足下边两个条件：一是光要从光密介质射向光疏介质；二是入射角等于或大于临界角。
要注意察看“光从玻璃射入空气”的演示实验中入射光芒、反射光芒、折射光芒的方向变化及光芒的亮度 (能量 )变化规律：入射角增大时，折射角增大，同时，折射光芒的强度减弱(能量减小 )，而反射光芒的强度增强 (能量增大 ) ；当入射角等于或大于临界角时，折射光芒的能量减弱到零，折射光芒不再存在，反射光芒和入射光芒强度同样，即发生了全反射。
注意：在全面理解和掌握发生全反射条件的同时，还要掌握发生全反射从前，增大入射角时，反射光芒、折射光芒的强度 (能量 )变化。
在后边的学习中，也会用到这方面的知识。
3.全反射的应用：光导纤维和全反射棱镜光导纤维：(1)作用：传达声音、图像及各样数字信号(2)原理：光的全反射。
(3)结构特色：双层，外层资料的折射率比里层资料的折射率小。
(4)长处：容量大、衰减小、抗扰乱能力强。
(5)实验应用：光纤通讯、医用胃镜等。
全反射棱镜：形状是等腰直角三角形棱镜，在玻璃内部，光射向玻璃与空气界面时，入射角大于临界角，发生全反射。
与平面镜对比，它的反射率高，几乎可达100% ，因为反射面不涂敷任何反光物质，所以反射失真小。
高三物理复习专项训练-(34)光的反射与折射 全反射-带答案
2021年（新高考）物理一轮复习考点强化全突破 专题（34）光的反射与折射 全反射（解析版）命题热点一 光的折射问题 1.对折射率的理解(1)公式n ＝sin θ1sin θ2中，不论是光从真空或空气射入介质，还是从介质射入真空或空气，θ1总是真空或空气中的光线与法线间的夹角，θ2总是介质中的光线与法线间的夹角. (2)折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质.(3)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关，与入射角的大小无关.同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小.(4)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同. 2.应用光的折射定律解题的一般思路(1)根据入射角、折射角及反射角之间的关系，作出比较完整的光路图.(2)充分利用光路图中的几何关系，确定各角之间的联系，根据折射定律求解相关的物理量：折射角、折射率等.(3)注意在折射现象中，光路是可逆的.1、（2020·新课标Ⅲ卷）如图，的材料制作的三棱镜，其横截面为直角三角形ABC ，∠A =90°，∠B =30°。
一束平行光平行于BC 边从AB 边射入棱镜，不计光线在棱镜内的多次反射，求AC 边与BC 边上有光出射区域的长度的比值。
【答案】2【解析】设从D 点入射的光线经折射后恰好射向C 点，光在AC 边上的入射角为1θ，折射角为2θ，如图所示由折射定律有21sin sin n θθ=设从DB 范围入射的光折射后在BC 边上的入射角为θ'，由几何关系有230θθ'=︒+ 代入题中数据解得230θ=︒，60θ'=︒sin 1n θ'>所以从DB 范围入射的光折射后在BC 边上发生全反射，反射光线垂直射到AC 边，AC 边上全部有光射出。
设从AD 范围入射的光折射后在AC 边上的入射角为θ''，如图所示由几何关系可知290θθ''=︒- 根据已知条件可知sin 1n θ''>即从AD 范围入射的光折射后在AC 边上发生全反射，反射光线垂直射到BC 边上。
【人教版】物理选修(3-4)：13-2《全反射》课时精练(含答案)
【金版教程】高中物理 13-2 全反射课时精练 新人教版选修3-41. 关于全反射及其应用的认识，下列说法正确的是( )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 ．全反射是反射光线与折射光线重合的一种现象C ．光线从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射D ．光线从光疏介质射向光密介质时，不可能发生全反射E ．光纤通信是利用了光的折射原理解析：发生全反射时，折射光线消失，A 错，同理B 错；由发生全反射的条件可知C 错D 对；光纤通信是利用了光的全反射原理，E 错。
答案：D2. 如图，光线在空气和半圆形玻璃砖的界面处的光路图中，正确的是(玻璃的折射率为1.5)( )A ．图乙、丁B ．图甲、丁C ．图乙、丙D ．图甲、丙解析：光线由空气进入玻璃砖中时，入射角大于折射角，由玻璃砖射入空气时，入射角小于折射角，由临界角计算公式得：C ＝arcsin 1n ＝arcsin 11.5＝41°49′，入射角50°大于临界角，将发生全反射。
答案：A3. 光在某种介质中的传播速度为1.5×108m/s ，光从此介质射向空气并发生全反射时的临界角是( )A ．15°B ．30°C ．45°D ．60°解析：由n ＝c v ＝2，又因为sin C ＝1n ＝12，故C ＝30°。
答案：B4. 潜水员在水深为h的地方向水面观望时，发现整个天空及远处地面的景物均呈现在水面处的圆形区域内，已知水的临界角为θ，则所观察到的圆形半径为( ) A．h tanθB．h sinθC.htanθD.hsinθ解析：画出全反射光路图可知sin C＝sinθ，tanθ＝Rh，R＝h tanθ，A正确。
答案：A5.光导纤维的结构如图，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，可以起保护作用解析：光导纤维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。
人教版高中物理第三册全反射 同步练习
全反射同步练习1．如图19—27所示，ABC 是一个透明的薄壁容器，内装液体，当光垂直射向AC 面时，光在AB 面恰好发生全反射，求液体的折射率?2．透明薄壁圆筒形水槽中装有水，置于水平桌面上，如图19—28所示，桶内有一个能绕O 转动的平面镜，一束白光水平射向平面镜，恰好使光垂直射出水面，设光从水射向空气时红光的临界角为1C ，紫光的临界角为2C ，如此当镜面从图示位置发生转动时，恰好无光射出水面的是( )A ．顺时针转过1C ．B ．逆时针转过21C ．C ．顺时针转过22C D ．逆时针转过2C3．如图19—29所示，足够大的平面镜与水平面成40°，在镜面一侧水下某处有一个点光源S ，要使从S 发出的光线射到平面镜上，水中光线与竖直方向的夹角的取值范围是多少?水的折射率为34．4．一个点光源S 悬于盛有水的容器的上方，一平面镜平放在水底，如图19—30所示，从挨近点光源的地方朝下看，看到点光源的两个像：一个是水面反射成的像，另一个是水底平面镜反射成的像．如点光源到水底的距离为16cm ，水的折射率为34，试求两个像的距离，并作出光路图．参考答案1．n ＝1．3(点拨：由公式：n C 1sin =很容易就能求出n 的大小．光线垂直入射时，光的传播方向不发生变化，但是并不表示就不发生折射现象．)2．B(点拨：当入射光的方向不变，而是平面镜发生旋转时，平面镜转过θ，入射角转过θ角，而反射光线转过2θ角；另外由于红光和紫光的频率不同所以它们的折射率不同，临界角也不同，紫光的折射率大，所以紫光的临界角小，紫光更容易发生全反射．)3．'3548823arcsin ︒<<i ．即32°2′<i<48°35′(点拨：要使光线能够射到镜面，折射角必须大于45°，n r i 1sin sin =，∵r>45°，︒>45sin sin 34i ∴823arcsin >i ，i 太大有全反射的可能，水对空气的临界角43arcsin 1arcsin ==n C ，i<C所以水中光线与竖直方向的交角的取值范围：︒<<48823arcsin i ，即32°2′<i<48°35′．)4．像间距为：6cm ；光路图如图19—95所示．(点拨：S 经过水面反射成像在1S ,cm cm SS 322161=⨯=．S 射出的光线经水折射在经平面镜反射，水深h ＝4cm ，视深度h ′．设S 射到水面的光线入射角为α，折射角为β，折射光线经平面镜反射再经水面反射，光路如图19—95所示：22'sin h x x+=α,22sin h x x +=β, 2222'sin sin h x h x n ++==βα挨近点光源朝下看，x →0，34'==h h n ，所以：cm h h 343'==.2S 相当于S 经过h ′深处的平面镜直接成像，cm cm SS 382192=⨯=，1S ，2S 距离cm cm S S 6323821=-=．)。
42全反射同步练习(Word版含解析)
人教版（2019）选择性必修一 4.2 全反射 同步练习一、单选题1．如图所示，某学校探究性学习小组的同学用A B 、两种颜色的激光以不同的角度同时沿不同的半径方向射入同一块半圆形玻璃砖，其折射光线由圆心O 点射出后重合。
A B 、两种光穿过玻璃砖所需时间分别为A B t t 、，全反射临界角分别为A B C C 、，则下列说法正确的是( )A ．,AB A B t tC C >>B ．,A B A B t tC C <>C ．,A B A B t t C C ><D ．,A B A B t t C C <<2．在光纤制造过程中，拉伸速度不均匀，会使得拉出的光纤偏离均匀的圆柱体，而呈圆台状，如图所示，已知此光纤长度为L ，圆台对应底角为θ，折射率为n ，真空中光速为c 。
现光从下方垂直射入下台面，则（ ）A ．光从真空射入光纤，光的频率变小B ．光通过此光纤到达小截面的最短时间为L cC ．从上方截面射出的光束一定是平行光D ．若满足1sin nθ>，则光在第一次到达光纤侧面时不会从光纤侧面射出 3．等腰直角三角形ABC 为某三棱镜的横截面，∠B =90°。
一束红、蓝混合的复色光从AB 边射入，从BC 边射出，分成红、蓝两束，如图所示。
保持在AB 边的入射点不变，逐渐减小入射角i，当i=i1时，照射到BC边M点的蓝光从BC边右侧消失；当i=i2时，照射到BC边N点的红光也从BC边右侧消失（M、N点在图中均未画出）。
下列说法正确的是（）A．棱镜对蓝光的折射率等于sin2i1+1BC．M和N到C的距离相等D．M到C的距离小于N到C的距离4．单镜头反光相机简称单反相机，图像通过五棱镜的反射进入人眼中。
如图为单反照相机取景器的示意图，五边形ABCDE为五棱镜的一个截面，AB BC⊥，光线垂直AB 射入，分别在CD和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出。
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2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第一册第四章第3节光的全反射
过 关 演 练
一、单选题
1． 图示为半圆柱体玻璃的横截面OBCD ，OD 为直径。
一束复色光沿AO 方向从真空
射入玻璃，光线分别从B 、C 点射出。
下列说法正确的是（ ）
A ．光线的频率
B
C νν<
B ．光线在玻璃中传播速度B
C v v > C ．光线在玻璃中传播时间OB OC t t =
D ．增大复色光入射角，光线将会在半圆面上发生全反射 2． 如图是同一单色光从介质a 斜射向空气时的光路图，下列说法正确的是（ ）
A ．介质a 的折射率为12
sin sin θ
θ
B ．增大入射角，光在界面不可能发生全反射
C ．光在空气中的频率大于在介质a 中的频率
D ．光在空气中的传播速度大于在介质a 中的传播速度 3． 某三棱镜的横截面为等腰三角形，∠A =120°，AB 边长为2L ，空气中一束包含a 、b 两种单色光的细光束沿平行于BC 方向照射到AB 边的中点O ，经三棱镜折射后分成a 、b 两束单色光（部分光路图如图所示）。
其中，a 单色光从O 点入射后的折射光平行于AC ，已知光在真空中传播速度为c （不考虑AC 面的反射）。
下列说法正确的是（ ）
A ．在该三棱镜中，单色光a 的传播速度比b 小
B．单色光a在该三棱镜中发生全反射的临界角C满足3
sin
2
C=
C．若用单色光a、b分别通过同一单缝进行衍射，单色光b的中央亮纹更宽
D．仅改变入射光在AB边上入射点的位置，a光在该三棱镜中的传播时间始终为23L
c 4．如图所示，真空中平行玻璃砖的折射率n=2，一束单色光与界面成θ=45°角斜射到玻璃砖表面上，最后在玻璃砖的右侧面竖直光屏上出现了两个光点A和B，相距h=2.0cm。
则（）
A．若减小θ角，则在玻璃砖的下表面将会没有光线射出
B．该单色光射入玻璃砖的折射角为60°
C．该玻璃砖的厚度d=3cm
D．若减小θ角，则h变大
5．为了测定某上表面平整的透明胶状介质的折射率，往该介质中垂直插入一长4cm
h=的细铁丝，在介质上表面以细铁丝为圆心，用墨水涂出一个半径3cm
r=的圆，从上表面恰好看不见细铁丝，如图所示。
胶状介质的折射率为（）
A．2 B．5
3C．5
4
D．4
3
6．发光二极管的原理图如图所示，管芯的薄圆形发光面AB紧贴半球形透明介质，介质的折射率为n。
半球球心O点与发光面的圆心重合，半球和发光面的半径分别为R和r。
则（）
A ．光穿出透明介质时，传播方向一定变化
B ．光穿出透明介质时，频率一定变化
C ．发光面的半径R
r n <时，光可从半球形表面任意位置射出
D ．发光面的半径r 无论多大，光只能从半球形表面某区域射出
7． 如图所示，玻璃半球半径为R ，球心为O ，AB 为水平直径，M 点是半球的最高点。
半球内从A 点发出与AB 成θ=30°的光线从BM 间某点C 平行于AB 射出。
光在真空中的传播速度为c 。
则（ ）
A ．此玻璃的折射率为
2 B ．光从A 到C 的时间为
3R c
C ．若增大θ，光线不可能在C 与M 间发生全反射
D ．若θ为某个不为零的值，光从A 到B 的时间为2
6R c
8． 等腰直角三角形
ABC 为某三棱镜的横截面，∠B =90°。
一束红、蓝混合的复色
光从AB 边射入，从BC 边射出，分成红、蓝两束，如图所示。
保持在AB 边的入射点不变，逐渐减小入射角i ，当i =i 1时，照射到BC 边M 点的蓝光从BC 边右侧消失；当i =i 2时，照射到BC 边N 点的红光也从BC 边右侧消失（M 、N 点在图中均未画出）。
下列说法正确的是（ ）
A ．棱镜对蓝光的折射率等于sin 2i 1+1
B 2221sin 1
sin 1
i i ++
C．M和N到C的距离相等
D．M到C的距离小于N到C的距离
9．如图所示，折射率2
n=、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．3πR2B．πR2C．1
3πR2D．1
6
πR2
10．线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图所示。
a、b光相比（）
A．玻璃对a光的折射率较大
B．玻璃对a光的临界角较大
C．b光在玻璃中的传播速度较大
D．b光在玻璃中的传播时间较短
二、多选题
11．如图所示，直角三棱镜ABC的一个侧面BC紧贴在平面镜上，∠BAC=β，从点光源S发出的一细光束SO射到棱镜的另一侧面AC上，适当调整入射光SO的方向，当SO与AC成α角时，其折射光与平面镜发生一次反射，从AC面射出后恰好与SO重合，则（）
A．此棱镜的折射率为cos
cos αβ
B ．此棱镜的折射率为cos cos β
α
C ．增大α角，光线有可能因在AC 面上发生全反射无法射入棱镜
D ．增大α角，无论α角多大，光线都能射入棱镜
12．如图所示，有一透明圆柱体，横截面半径为10cm R =，长为100cm L =。
在圆柱体的中心轴线上，与圆柱体左端面距离4cm d =的A 点处有一点光源，点光源向各个方向发射红光，其中射向圆柱体且从左端面中央半径为8cm r =圆上射入的光线恰好不会从柱体侧面射出。
则：（ ）
A ．红光在圆柱体中的折射率为5
B ．红光在圆柱体中的折射率为3
55
C ．若改用紫光照射，则从题中所述8cm r =圆内射入圆柱体的光线能全部从圆柱体右端面射出
D ．若改用紫光照射，则从题中所述8cm r =圆内射入圆柱体的光线有一部分会从圆柱体侧面射出
13．如图所示，图中阴影部分ABC 为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该种材料折射率n ＝5
3，AC 为一半径为R 的四分之一圆弧，D 为圆弧面圆心，ABCD 构成正方形。
在D 处有一红色点光源，在纸面内照射弧面AC ，若只考虑首次从圆弧AC 直接射向AB 、BC 的光线，则以下说法正确是（ ）
A ．光从该材料到空气的临界角为37°
B ．该光学元件的BC
边上有光射出的长度为1
4R
C ．照射在AC 边上的入射光，有弧长为4
π45R 区域的光不能从AB 、BC 边直接射出
D．将点光源换成紫光，则AB边上有光射出的长度增大
14．如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角为30
θ=︒，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3
B．光在F点发生全反射
C．光从空气进入棱镜，其速度变小
D．从F点出射的光束与入射到E点的光束平行
15．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．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度
B．在真空中，a光的波长小于b光的波长
C．在真空中，a光的波长大于b光的波长
D．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率
E．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
三、解答题
16．如图所示，折射率n2S，发出一条光线，垂直射到水平放置于液体中且距液面高度h的平面镜M的O点上.当平面镜绕垂直于纸面的轴O以角速度ω逆时针方向匀速转动时，液面上的观察者发现液面上有一光斑掠过，且光斑到P点后立即消失，求：
（1）O、P两点间的距离x；
（2）光斑在P点即将消失时的瞬时速度大小v。
17．某透明介质的横截面如图所示，ABEF为直角梯形，3090
A ABE
∠=︒∠=︒
，，AB边的
长度为a，DQE是半径为2
4a的
1
4
圆弧。
现有一单色细光束以45°入射角从P点射
入透明介质，射到AB面发生反射，然后到达圆弧面上的Q点时恰好发生全反射。
已知介质的折射率2
n=，光在真空中的速度为c，求：
（1）P点到AB面的距离h；
（2）该光线从P点传播到Q点的时间t。
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第一册第四章第3节光的全反射（参考答案）
16．(1)x =；（2）4v h ω=
17．（1）h ；（2）t =。