沪科版（2019）高二物理选择性必修第一册4.2全反射与光导纤维课时训练（word含答案）

4.2全反射与光导纤维课时训练
一、单选题
1．一束光在两种介质的界面处发生全反射，下列判断正确的是（　　）
A．光一定是由光疏介质射向光密介质 B．光一定是由光密介质射向光疏介质
C．入射角一定等于临界角 D．入射角一定小于临界角
2．如图所示是一玻璃球体，其半径为R，O为球心，false为水平直径。M点是玻璃球的最高点，来自B点的单色光从D点射出，出射光线平行于false。已知false，光在真空中的传播速度为c，则（　　）
A．此玻璃的折射率为2 B．该单色光从B到D需用时false
C．若该单色光从B到M，则在界面发生全反射 D．若该单色光从B到A，射出玻璃球，其频率变大
3．共享单车的尾灯反光标志的截面如图甲所示，它是一块锯齿形的透明材料，锯齿形状为等腰直角三角形，直角边长为a，折射率为n1。某同学取来做光学演示，如图乙所示，将尾灯平放在折射率为n2（n1A．尾灯在液面以上时，上表面比较明亮，光在尾灯上表面发生镜面反射
B．尾灯在液面以上时，上表面比较明亮，光在尾灯下表面发生全反射，透明材料折射率n1≥2
C．尾灯锯齿状部分入液深度为h时（false），有明暗条纹，明纹总宽度为false
D．尾灯锯齿状部分全部在液面以下时，上表面比较暗，尾灯上表面无反射光
4．如图所示，夏天，在平静无风的海面上，向远方望去，有时能看到山峰、船舶、楼台、亭阁、集市、庙宇等出现在远方的空中，古人不明白产生这种景象的原因，对它作了不科学的解释，认为是海中蛟龙(即蜃)吐出的气结成的，因而叫做“海市蜃楼”，也叫蜃景，沙漠里有时也会看到远处的水源、仙人掌近在咫尺，可望而不可即，这也是“蜃景”，下列有关蜃景的说法中错误的是(　　)
A．海面上层空气的折射率比下层空气的折射率要小 B．沙面上层空气的折射率比下层空气的折射率要小
C．A是蜃景，B是景物 D．C是蜃景，D是景物
5．如图所示，等腰三角形ABC为一棱镜的横截面（AB=AC）。一束光线垂直于AB入射，恰好在AC面上发生全反射，并垂直于BC射出棱镜。则该棱镜的折射率为（　　）
A．false B．1.5 C．false D．false
6．如图所示为一半圆形玻璃砖的截面，O点为玻璃砖的圆心，AB为玻璃砖的直径。B固定一点光源，向玻璃砖内各个方向发出单色光，只有弧面AD上有光线射出。已知弦AD的长度为false（R为玻璃砖的半径），则该玻璃砖的折射率为（　　）
A．false B．false C．false D．false
7．某种透明液体的折射率为2，关于全反射下列说法正确的是（　　）
A．光从空气进入该液体时临界角为30° B．光从空气进入该液体时临界角为60°
C．光从该液体进入空气时临界角为30° D．光从该液体进入空气时临界角为60°
8．图为埃舍尔名画（三界），我们总是像画中一样看到远处树木的倒影，近处水中的鱼，这说明（　　）
A．远处水中没有鱼
B．树木倒影是树木发出的光先进入水中然后再通过水的折射进入人的眼中
C．近处的鱼发出的光经过水面时透射光的能量较少
D．远处的鱼发出的光入射角大容易发生全反射，所以看不到
9．如图所示，一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，入射角i=45°，折射角r=30°，则（　　）
A．此介质的折射率等于1.5 B．此介质的折射率等于false
C．i大于45°时会发生全反射现象 D．此介质全反射的临界角为45°
10．a、b两种单色光以相同的入射角从空气中射入介质中时，如图所示发现b的折射线更靠近法线，由此可判定（　　）
A．两种色光的折射率nb>na
B．当光从介质射向空气中，a、b要发生全反射的临界角分别为Ca、Cb，则CaC．在介质中b的速度较大
D．单色光b的频率较低
11．光导纤维由很细的内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯和外套的界面发生全反射，如图所示。为了研究简单，现设外套为空气，内芯的折射率为n，一束光线由空气射入内芯，在内芯与空气的界面恰好发生全反射。若光速为c，则光线通过边长为L的光导纤维所用的时间为（　　）
A．false B．false C．false D．false
12．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．小球所发的光从水中进去空气后频率变大 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传播速度变大D．小球的视觉深度与小球发光颜色无关
二、填空题
13．一台激光器,它的功率为P，如果它发出的单色光在空气中波长为λ,则这束单色光的频率是__，它在t时间内辐射的能量为___。如果这束单色光在某介质中传播速度为v，那么这束单色光从该介质射向真空发生全反射的临界角为___。
14．用如图所示的装置测定玻璃的折射率．在光具盘的中央固定一个半圆形的玻璃砖，使二者的圆心重合，使激光束从玻璃圆弧一侧入射并垂直直径平面通过圆心O射出玻璃砖，记下入射光束在光具盘上所对应位置的刻度，以圆心O为轴逆时针缓慢转动光具盘，同时观察直径平面一侧出射光线的变化：出射光线不断向下偏转并越来越暗，直到刚好看不到出射光线为止，并记下这时入射光线在光具盘上位置的刻度，光具盘上两次刻度之间的夹角θ就是光束从玻璃射向空气的____________．玻璃的折射率表达式n＝________.
15．光能在光导纤维中传播是利用了光的全反射现象。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，内芯的折射率为n1，外套的折射率为n2，则n1___n2（填“大于”“等于”或“小于”）；若光纤只有内芯并置于空气中，光纤的长为L并已拉直，让光从它的一个端面入射，从另一端面射出，则光在光纤中传播的最长时间为____。（已知光在真空中的传播速度为c，光在光纤表面只发生全反射）
16．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玻璃砖不发生偏折 D．圆心两侧一定范围外的光线将在曲面发生全反射
三、解答题
17．如图所示，用未知材料做成圆柱形透明砖，截面半径为false，侧边除一小孔外都涂有反射层，一束激光从小孔射入，入射光线与处于同一圆形截面平行的直径间距为false，已知材料的折射率false，光在真空中的速度为false。求：通过计算判断激光能否从小孔射出。（如果不能，请说明理由。如果能，请计算光在玻璃砖内的传播时间。）
18．如图所示，玻璃砖ABDO的横截面是半径为R的半圆，O点为半圆的圆心，S为沿OA所在的直径外的一点，从S点向半圆上发射一细束单色光到半圆上的B点，已知入射角α=60°，∠BOA=45°，玻璃砖的折射率n=false，光在真空中传播的速度为c，求∶
(1)光线在B处的折射角β；
(2)光线在玻璃砖中的传播时间t。
19．一半径为R的半圆形玻璃砖，横截面如图所示．已知玻璃的全反射临界角r(r＜false)．与玻璃砖的底平面成(false－r)角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上．经柱面折射后，有部分光(包括与柱面相切的入射光)能直接从玻璃砖底面射出．若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光，求底面透光部分的宽度。
参考答案
1．B2．C3．C4．B5．A6．B7．C8．D9．D10．A11．C12．C
13．false Pt false
14．临界角 false
15．大于 false
16．BCD
17．能；false
18．(1)45°；(2)false
19．false