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。

若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的应满足（）A．1sin22.5n≤︒B．1sin22.5n≥︒C．n≥D．n≤5．如图所示，折射率为n、半径为R的半圆形玻璃砖平放在桌面上，将宽度为L的平行单色光垂直于AC面射入，要使第1次射到圆面上的光能射出玻璃砖，则L的最大值为（）A．RnB．2RnC．nRD．2nR6．如图所示光导纤维的长度为L，某种频率的光在其中的折射率为n，若有各种入射方向的该频率的光照射到此光导纤维一端的横截面上，认为自另一端射出的光在此光导纤维传播的过程中都发生全反射，已知光在真空中的传播速度为c，自另一端射出的光在此光导纤维中的最长传播时间为（）A．2n Lc B．nLcC．LncD．2Lcn7．如图所示，两平行细激光束a、b射向真空中足够大的长方体透明材料的下表面，发现该材料的上表面只有一处有光线射出，则（）A．激光a在材料的上表面被全反射B．激光b在材料的上表面被全反射C．激光a的折射率大于激光b的折射率D．激光a比激光b在透明材料中传播速度大8．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Rr 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9．如图所示，扇形AOB 为透明玻璃砖截面示意图，圆心角60AOB ∠︒＝，OM 为AOB ∠的角平分线，平行于OM 的单色光在空气中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（ ）AB ．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速与在玻璃砖中的波速相等D ．AM 面没有光线射出10．在温度20t =∠时，波长598.3λ=nm 的单色光在几种介质中的折射率如下表所示，根据表中数据结合所学知识，下列判断正确的是（ ）A ．该单色光在玻璃中的速度大于在水中的速度B ．该单色光在水中比在空气中更容易发生衍射C ．该单色光从玻璃射入水中可能会发生全反射D ．水晶对其他波长的单色光的折射率也都是1.5511．光纤通讯中信号传播的主要载体是光纤，它的结构如图所示，可看成一段直线，其内芯和外套的材料不同，光在内芯中传播。

下列关于光纤的说法中正确的是（）A．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B．内芯的折射率比外套的大，光传播时在外套与外界的界面上发生全反射C．波长越长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12．如图所示，一光导纤维内芯的折射率为n1，外套的折射率为n2，一束光信号与界面夹角为α由内芯射向外套，要在界面发生全反射，必须满足的条件是（）A．n1>n2，α小于某一值B．n1<n2，α大于某一值C．n1>n2，α大于某一值D．n1<n2，α小于某一值二、填空题13．物理实验室新进来一批由某种透明材料做成的棱镜，其横截面由一直角三角形和一半径为R的14圆柱组成，如图所示。

已知三角形BC边的长度为R，∠BAC=30°。

现让一单色细激光束从AB边上距A的D点沿与AB边成 =45°斜向右上方的方向入射，激光束经AC反射后刚好能垂直BC边进入14圆柱区域。

单色细激光束从圆弧上的E点(图中未画出)射出时的折射角γ=_____，单色细激光束在棱镜中传播的时间t=_______(光在真空中的速度为c)。

14．如图所示为某种材料做成的透明光学器件的横截面，AB 为半径为R 的四分之一圆弧，O 为圆心，一束单色平行光垂直OA 面入射，器件对该单色光的折射率为n =C 、D 位于OA 表面上，OC =2R，从C 点入射的光线从AB 弧面上的E 点射出，出射角为β，从D 点入射的光线经AB 弧面一次反射后直接到达B 点，求：(1)β的大小_____________；(2)通过计算说明从D 点入射的光能否在AB 弧面发生全反射___________?15．为了在实验室模拟海市蜃楼现象，在沙盘左端竖直固定一目标，实验者在沙盘右侧观察，如图所示，现给沙盘加热，实验者在沙盘右端可同时看到物体与其倒立的像（海市蜃楼现象）。

则加热后，离沙盘越近处空气的折射率越______（填大或小），产生倒立的像的原因是光发生了______。

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．玻璃片形状如图示HMN △，M ∠为直角，60H ∠=︒，玻璃材料折射率为1.5，细光束从HM 边垂直入射，第一次经HN 边__________（填“会”或“不会”）发生全反射。

光线第一次射到MN 边，出射光线与法线夹角___________60°（填“大于”“等于”或“小于”）。

三、解答题18．如图所示，水面下有一根LED 水底灯带AB （可看成线光源，只考虑图示平面范围内的全反射），A 处，B 端在水面下处，已知水面上只有一个点使得A 、B 两点发出的光线恰好能发生全发射，灯带AB 的长度14L =m 。

（1）求光在水中发生全反射的临界角C ； （2）求水的折射率n 。

19．如图所示，有一平凹玻璃透镜，其对称轴为'OO ，凹面是圆心为O 、半径为R 的一段圆弧，在距离O 点右侧R 处有一个垂直'OO 的足够大光屏。

已知'2OO R =，玻璃的折射率为n =c 。

现有一束与'OO 相距为h 的光线，从透镜左侧平行于'OO 入射。

（1）为使光线能从透镜凹面直接射出，求h 的最大值； （2）若2Rh =，不考虑光的反射，求光从射入透镜到打到屏上的时间。

20．如题图所示，真空中ADBO是半径为R的半圆柱体玻璃的横截面，AB为直径，Oα=︒射入玻璃，经C点折为圆心，一单色细光束在截面内由直径上的C点以入射角45β=︒。

已知：玻璃对该光的折射率射后射向弧面D处，其中OD与直径AB的夹角75n=c，求：（1）计算分析光在D处能否射出玻璃；（2）光从C点入射到第一次从玻璃中射出时所经过的时间。

21．一条透明棒，其折射率为(n n<，长为L，紧贴它的一个端面有一个点光源A，另一个端面有一个接收器B，已知光速为c，求：（∠）光在透明棒中传播的速率；（∠）从A发出一个很短的光脉冲，接收器B收到最早的光信号和最迟的光信号之间的时间差是多少？22．如图所示，长为2R、半径为R的玻璃圆柱，AB是玻璃圆柱中央轴线，现在下表面中央A点处放一个点光源，除玻璃圆柱体上表面发光外，整个侧面的下半部分也发光，光在真空中的传播速度为c，不考虑多次反射，求：（1）玻璃圆柱体的折射率；（2）从玻璃圆柱体上表面射出的光线在玻璃圆柱体内传播的最短时间和最长时间。

答案第1页，共15页参考答案：1．C 【详解】由图知A 光的折射率n 更大，光在介质中的速度为c v n=可知A 光在玻璃砖中的速度比B 光的小，根据s t v= A 、B 光的光程一样，所以A 光穿过玻璃砖所需时间较长，即A B t t >由全发射临界角公式1sin C n=可知A 光的全反射临界角比B 光的小，即A B C C <故C 正确，ABD 错误。

故选C 。

2．D 【详解】A ．光的频率由光源决定，与介质无关，所以光从真空射入光纤，光的频率不变，A 错误；B ．光通过此光纤到达小截面的最短距离为L ，光在光纤中的传播速度c v n=则光通过此光纤到达小截面的最短时间为L nL t v c== B 错误；C ．通过光纤侧面反射后再从上方截面射出的光束不垂直截面射出，上方截面的光束不平行，C 错误；D ．设临界角为C ，则1sin C n=光第一次到达光纤侧面的入射角等于θ，当C θ>，即1sin nθ>时，发生全反射，光不会从光纤侧面射出，D 正确。

故选D 。

3．B 【详解】AB ．由题意，蓝光在棱镜中偏折得比红光厉害，由折射率的定义知，棱镜对红光的折射率小于对蓝光的折射率。

当1i i =时，蓝光在BC 边的M 点发生全反射，光路如图所示。

根据折射定律得1sin n C=蓝 1sin sin i rn =蓝 由几何关系得90r C +=︒联立解得n 蓝n n 红蓝＝故A 错误，B 正确； CD ．由1sin n C=知，红光在BC 边发生全反射的临界角大，N 点离C 近，故CD 均错误。