4.2全反射 课时练（Word解析版）
文档属性
| 名称 | 4.2全反射 课时练（Word解析版） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-10-08 07:10:46 | ||
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文档简介
2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第一册
4.2全反射
课时练（解析版）
1．一束白色光垂直射入等腰三角形棱镜的AC面，如图所示，在AB面上发生了全反射，若入射点不变，入射光线逐渐顺时针转动过程中，透过AB面的光线
A．首先是红光
B．各色光同时透过
C．首先是紫光
D．首先是黄光
2．高速公路的标志牌常贴有“逆反射膜”，夜间行车时，它能使车灯射出的光逆向返回，使标志牌上的字特别醒目。这种“逆反射膜”的内部均匀分布着一层直径为10ym的细玻璃球。下面分析单个微小球体对光的作用，如图所示，真空中的细光束以i=60°从A点入射到玻璃球表面，进入球内后在B点发生反射，然后从C点射出。下列说法正确的是（ ）
A．当折射率n=时，从C点射出的光线与A点的入射光线平行
B．若仅减小球的半径，从外部进入球内的光在球内可能发生全反射
C．若仅增大球的折射率，从外部进入球内的光在球内可能发生全反射
D．若仅增大入射光的频率，C点与A点的距离变大
3．如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面的单色光从空气射向点，并偏折到点。已知入射方向与边的夹角为，、分别为边、的中点，则（ ）
A．光从空气进入棱镜，波长不变
B．光在点发生全反射
C．该棱镜的折射率为
D．从点出射的光束与入射到点的光束平行
4．已知某种介质的折射率为，在这种介质与空气的交界面上MN上有光线入射，在如下图所示的光路中，哪个是正确的（MN上部分是空气，MN下部是介质）（ ）
A．
B．
C．
D．
5．某玻璃棱镜的截面如图所示，由半径为R的四分之一圆和直角三角形构成，玻璃折射率为，一平行细光束从D点入射，OD=R，以下判断正确的是（ ）
A．有光从AB射出
B．有光从BC水平射出
C．有光从OC垂直射出
D．有光从OC射出
6．为测量一块横截面为的等腰直角三棱镜的折射率，用一束激光沿平行于BC边的方向射向AB边，如图所示。激光束进入棱镜后射到AC边时，刚好能发生全反射。该棱镜的折射率为（ ）
A．
B．
C．
D．
7．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
8．如图所示，折射率为的三棱镜，横截面为直角三角形ABC，∠A=90°，∠B=30°，D为AB边上一点，且xBD=2xDA。一束平行光平行于BC从AB边射入三棱镜，光在真空中传播的速度为c。下列说法正确的是（ ）
A．光在AB边的折射角为30°
B．光在三棱镜中的传播速度为c
C．光从BD之间入射，能从BC边射出
D．光从AD之间入射，能从AC边射出
9．如图所示，真空中一半径为R、质量分布均匀的玻璃球，频率一定的细激光束在真空中沿直线传播，于玻璃球表面的B点经折射进入小球，并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空中，已知，玻璃球对该激光的折射率为，c为光在真空中的传播速度，则下列说法中正确的是（ ）
A．激光束在B点的入射角
B．此激光束在玻璃中穿越的时间为
C．光在穿过玻璃球的过程中频率变小
D．改变入射角的大小，细激光束可能在球表面B处发生全反射
10．如图所示，储油桶的底面直径与高均为d。当桶内没有油时，从某点A恰能看到桶底边缘的点B。当桶内装满油时，仍沿AB方向看去，恰好看到桶底上的点C，C、B两点相距d。光在空气中的传播速度可视为真空中的光速c。则（ ）
A．仅凭上述数据可以求出筒内油的折射率
B．仅凭上述数据可以求出光在筒内油中传播的频率
C．仅凭上述数据可以求出光在筒内油中传播的波长
D．来自C点的光射向油面时一定会出现全反射现象
11．如图所示，真空中有一半径为R、圆心为O的均匀玻璃球，频率一定的红色激光束在真空中沿BC传播，从C点经折射进入玻璃球，并经出射点D折射出去，已知∠COD=120°，若真空中光速为c，玻璃对该激光的折射率为，则下列说法中正确的是（ ）
A．激光束在C点的入射角α=45°
B．此激光束在玻璃中穿越的时间为
C．改变入射角α的大小，激光束可能发生全反射
D．若换成紫色激光束从BC射入，光路图与红色激光束相同
12．如图甲所示是一个用折射率n=2.4的透明介质做成的四棱柱的镜截面图，其中∠A=∠C=90°，∠B=60°，现有一条光线从图中所示的位置垂直入射到棱镜的AB面，图乙中完整表示光线行进的过程是（
）
A．
B．
C．D．
13．如图所示，一束由两种单色光混合的复色光沿PO方向射向一上、下表面平行的厚玻璃平面镜的上表面，得到三束光Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，下列有关这三束光的判断正确的是（ ）
A．光束Ⅰ仍为复色光，光束Ⅱ、Ⅲ为单色光
B．在玻璃中的传播速度，光束Ⅱ比光束Ⅲ小
C．增大α角且α<90°，光束Ⅱ、Ⅲ会远离光束Ⅰ
D．减小α角且α>0°，光束Ⅲ可能会在上表面发生全反射
14．如图所示，一半圆形玻璃砖，C点为其圆心，直线过C点与玻璃砖上表面垂直。与直线平行且等距的两束不同频率的细光束a、b从空气射入玻璃砖，折射后相交于图中的P点，以下说法正确的是（ ）
A．此玻璃砖对b光的折射率大
B．真空中a光的波长小于b光的波长
C．a光的频率大于b光的频率
D．若a、b光从此玻璃砖射入真空，a光发生全反射的临界角较大
15．关于全反射，下列说法正确的是（ ）
A．光从光密介质射向光疏介质时可能产生全反射
B．光从光疏介质射向光密介质时可能产生全反射
C．光从折射率大的介质射向折射率小的介质时可能产生全反射
D．光从传播速度小的介质射向传播速度大的介质时可能产生全反射
16．如图所示，足够长的平行玻璃砖厚度为d，底面镀有反光膜CD，反光膜厚度不计，一束光线以45°的入射角由A点入射，经底面反光膜反射后，从顶面B点射出（B点图中未画出）．已知该光线在玻璃砖中的传播速度为c，c为光在真空中的传播速度，则（
）
A．平行玻璃砖的折射率为
B．入射点A与出射点B之间的距离为
C．平行玻璃砖的全反射临界角为30°
D．为了使从A点以各种角度入射的光线都能从顶面射出，则底面反光膜CD长度至少2d
17．玻璃片形状如图示，为直角，，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”）。
18．一台激光器，它的功率为P，如果它发射出的单色光在空气中的波长为λ。
（1）它在时间t内辐射的光能为__________，如果已知这束单色光在某介质中的传播速度为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__________。
（2）由于激光是亮度高、平行度好、单色性好的相干光，所以光导纤维中用激光作为信息高速传输的载体。要使射到粗细均匀的圆形光导纤维一个端面上的激光束都能从另一个端面射出，而不会从侧壁“泄漏”出来，光导纤维所用材料的折射率至少应为多大______
19．如图所示，直角三棱镜，，三棱镜材料的折射率，一束与面成30°角的光线从面上点射入棱镜，从面上点射出，不考虑光在面上的反射。
(1)判断三棱镜的面是否有光线射出？写出分析过程。（不考虑多次反射）
(2)求从点射出光线的折射角。
20．如图所示，折射率、半径为R的透明半球体固定在水平地面上，O为球心，过透明球体的顶点Q有一足够大的竖直屏幕，一束截面为圆形（半径为R）的平行光垂直射向半球体界面，经折射后在屏幕上形成一个圆形亮区。光在真空中的速度为c，求：
（1）光从O点到Q点的传播时间t；
（2）圆形亮区的半径大小。
参考答案
1．A
【详解】
当入射光线逐渐顺时针转动的过程中，入射角逐渐增大，射到AB面上的光线的入射角逐渐减小，因为红光的临界角最大，所以首先在AB面发生折射透过的光线是红光，故A正确，BCD错误．
2．A
【详解】
A．由折射定律
r=30°
其光路图如图所示，由几何关系可知从C点射出的光线与A点的入射光线平行，A正确；
BC．由光路的可逆性知，无论减小球的半径或增大球的折射率，光在球内都不可能发生全反射，BC错误；
D．若仅增大入射光的频率，折射率变大，则B点将下移，由光路对称性知C将上移，故C点与A点距离将减小，D错误。
故选A。
3．C
【详解】
A．根据公式
所以有，故波长会变，故A错误；
B．由光路的可逆性可知，在边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，B错误；
C．在点作出法线可知入射角为，折射角为，则
故C正确；
D．三棱镜两次折射使得光线都向底边偏折，不会与入射到点的光束平行，故D错误。
故选C。
4．C
【详解】
AB．当发生全反射时，由
解得
当光从光密介质向光疏介质，且入射角时发生全反射，故AB错误；
CD．再由折射定律，可推知，只C光路图是正确的，D错误；
故选C。
5．D
【详解】
由题知，由于OD=R，圆周的半径为R，如下图，可得；
由于玻璃折射率为，根据全反射临界角公式可得，全反射的临界角为，此时光线恰好发生全反射，反射光线从E点沿着平行于AC边的EF方向前进，根据几何关系可得，光线在BC边的入射角为，仍然大于临界角，所以在BC边继续发生全反射，再根据几何关系可知，光线在AC边的入射角为，此时将不再发生全反射，光线将从OC边射出，但不是垂直射出，综上分析，D正确，ABC错误。
故选D。
6．D
【详解】
作出光路图，如图所示
根据题意和几何关系可知
，，，
联立以上各式，可得
故选D。
7．D
【详解】
AD．远处的鱼发出的光入射角较大，当入射角大于等于全反射临界角时能发生全反射，光线不能射出水面，所以看不到，故D正确，A错误；
B．树木倒影是树木发出的光在水面发生反射后，反射光进入人的眼中，故B错误；
C．近处的鱼发出的光的光线到水面处，入射角越小，反射光越弱而折射光越强，所以近处的鱼发出的光经过水面时透射光的能量较多，故C错误；
故选D。
8．A
【详解】
A．由题意可得，折射率
由图可知，入射角为，故折射角为，故A正确；
B．光在三棱镜中的传播速度
.
故B错误；
C．光从BD之间入射，折射角为，也就是在射入BC边界时，入射角为，又因为
，
发生了全反射，故C错误；
D．光从AD之间入射，折射角为，也就是在射入AC边界时，入射角也为，大于临界角，故发生全反射，故D错误；
故选A。
9．B
【详解】
A．由几何知识得到激光束在在B点折射角
由
解得
解得
A错误；
B．由几何知识
激光束在玻璃球中传播的速度为
则此激光束在玻璃中穿越的时间为
B正确；
C．激光的频率由光源决定，与介质无关，所以该激光由真空射入玻璃球时频率不变，C错误；
D．发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，激光束从B点进入玻璃球时，是从光疏介质进入光密介质，无论怎样改变入射角，都不可能发生全反射，D错误。
故选B。
10．A
【详解】
A．由题可知，没有油时，到达B点光线的入射角为
即
当装满油时，到达C点的光线的折射角为
利用数学知识可以求出和，则可求出筒内油的折射率为
所以A正确；
BC．根据
可求得光在油中的传播速度，但是光的频率求不出来，根据
也求不出光在油中传播的波长，所以BC错误；
D．当桶内装满油时，仍沿AB方向看去，恰好看到桶底上的点C，根据光路的可逆性可知，当光从C点的射向油面时一定不会出现全反射现象，所以D错误。
故选A。
11．B
【详解】
A．由几何知识得到激光束在C点的折射角
由
得
得入射角
故A错误；
B．此激光束在玻璃中的波速为
CD间的距离为
则光束在玻璃球中从C到D传播的时间为
故B正确；
C．激光束从C点进入玻璃球时，无论怎样改变入射角，折射角都小于临界角，根据几何知识可知光线在玻璃球内表面的入射角不可能大于临界角，所以不可能发生全反射，故C错误；
D．紫色激光束和红色激光束波长不同，频率不同，折射率不同，光路图也不同，故D错误。
故选B。
12．D
【解析】
【详解】
光线垂直进人AB面后，入射到CD面时，入射角为30°，临界角，临界角C30°，所以光线在CD面发生全反射，射到AB面时的入射角为60°，再次全反射，光线垂直BC面射出；根据光路可逆，故D正确，ABC错误。
故选D。
13．AB
【详解】
A．
所有色光都能反射，反射角相同，由图可知光束I是复色光。而光束Ⅱ、Ⅲ由于折射率的不同导致偏折分离，因为厚玻璃平面镜的上下表面是平行的。根据光的可逆性，知两光速仍然平行射出，且光束Ⅱ、Ⅲ是单色光。故A正确；
B．
光束进入玻璃砖时，光束Ⅱ的偏折程度大于比光束Ⅲ大，根据折射定律可知，光束Ⅱ的折射率大于光束Ⅲ的折射率，由
知在玻璃中的传播速度，光束Ⅱ比光束Ⅲ小，故B正确；
C．
增大α角且α<90°，即减小入射角，折射角随之减小，则光束Ⅱ、Ⅲ会靠近光束I，故C错误；
D．
减小α角，复色光沿PO方向射入玻璃砖，经过下表面反射时，在上表面的入射角等于光束进入玻璃砖时的折射角。所以由光路可逆性原理可知，光束Ⅲ不会在上表面发生全反射，一定能从上表面射出。故D错误。
故选AB。
14．AD
【详解】
A．由图和折射定律可知，玻璃砖对b的折射率大于a的，选项A正确；
BC．玻璃砖对b的折射率大于a的，所以b的频率高，由，可知在真空中，a光的波长大于b光的波长，选项BC错误；
D．由可知，a光的折射率小，所以a光发生全反射的临界角大，选项D正确。
故选AD。
15．ACD
【详解】
全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，折射率大的介质相对于折射率小的介质是光密介质，同一种光在不同介质中传播，传播速度小的介质相对于传播速度大的介质是光密介质。
故选
ACD。
16．ABD
【详解】
A．玻璃砖的折射率为
故A正确；
B．由折射定律得
可得
因此入射点与出射点之间的距离为
故B正确；
C．设临界角为，则有
可得
故C错误；
D．为了使从点以各种角度入射的光线都能从顶面射出，反射光线不能在顶面发生全反射，则底面反光膜至少为
故D正确；
故选ABD。
17．会
【详解】
根据题意可知
由图可知
因为
所以会发生全反射，根据几何关系及反射规律可得光线第一次射到MN边，出射光线与法线夹角
18．
【详解】
（1）激光器t时间内发出的光能
W＝Pt
由，，则
（2）设激光束在光导纤维端面的入射角为i，折射角为r，折射光线射向侧面时的入射角为i′，折射角为r′，如图所示
由折射定律，由几何关系
由全反射临界角的公式
要保证从端面射入的任何光线都能发生全反射，应有，。故
解得
故光导纤维的折射率至少应为。
19．(1)没有，分析过程见解析；(2)
【详解】
(1)光路图如图所示
设面入射角为，折射角为，在面入射角为，折射角为，由折射定律可知
由
发生全反射的临界角为，则
则
所以在面上发生全反射，没有光线射出。
(2)由几何关系
则
由折射定律
可得
20．（1）；（2）
【详解】
（1）光在透明半球体内传播的速度大小为
则光从O点到Q点的传播时间
（2）设从A点射入透明半球体的光线在B点恰好发生全发射，则根据
可得，如图所示
设出射光线BD交屏幕于D点，由几何知识可得圆形亮区的半径大小
又
联立求得
4.2全反射
课时练（解析版）
1．一束白色光垂直射入等腰三角形棱镜的AC面，如图所示，在AB面上发生了全反射，若入射点不变，入射光线逐渐顺时针转动过程中，透过AB面的光线
A．首先是红光
B．各色光同时透过
C．首先是紫光
D．首先是黄光
2．高速公路的标志牌常贴有“逆反射膜”，夜间行车时，它能使车灯射出的光逆向返回，使标志牌上的字特别醒目。这种“逆反射膜”的内部均匀分布着一层直径为10ym的细玻璃球。下面分析单个微小球体对光的作用，如图所示，真空中的细光束以i=60°从A点入射到玻璃球表面，进入球内后在B点发生反射，然后从C点射出。下列说法正确的是（ ）
A．当折射率n=时，从C点射出的光线与A点的入射光线平行
B．若仅减小球的半径，从外部进入球内的光在球内可能发生全反射
C．若仅增大球的折射率，从外部进入球内的光在球内可能发生全反射
D．若仅增大入射光的频率，C点与A点的距离变大
3．如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面的单色光从空气射向点，并偏折到点。已知入射方向与边的夹角为，、分别为边、的中点，则（ ）
A．光从空气进入棱镜，波长不变
B．光在点发生全反射
C．该棱镜的折射率为
D．从点出射的光束与入射到点的光束平行
4．已知某种介质的折射率为，在这种介质与空气的交界面上MN上有光线入射，在如下图所示的光路中，哪个是正确的（MN上部分是空气，MN下部是介质）（ ）
A．
B．
C．
D．
5．某玻璃棱镜的截面如图所示，由半径为R的四分之一圆和直角三角形构成，玻璃折射率为，一平行细光束从D点入射，OD=R，以下判断正确的是（ ）
A．有光从AB射出
B．有光从BC水平射出
C．有光从OC垂直射出
D．有光从OC射出
6．为测量一块横截面为的等腰直角三棱镜的折射率，用一束激光沿平行于BC边的方向射向AB边，如图所示。激光束进入棱镜后射到AC边时，刚好能发生全反射。该棱镜的折射率为（ ）
A．
B．
C．
D．
7．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
8．如图所示，折射率为的三棱镜，横截面为直角三角形ABC，∠A=90°，∠B=30°，D为AB边上一点，且xBD=2xDA。一束平行光平行于BC从AB边射入三棱镜，光在真空中传播的速度为c。下列说法正确的是（ ）
A．光在AB边的折射角为30°
B．光在三棱镜中的传播速度为c
C．光从BD之间入射，能从BC边射出
D．光从AD之间入射，能从AC边射出
9．如图所示，真空中一半径为R、质量分布均匀的玻璃球，频率一定的细激光束在真空中沿直线传播，于玻璃球表面的B点经折射进入小球，并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空中，已知，玻璃球对该激光的折射率为，c为光在真空中的传播速度，则下列说法中正确的是（ ）
A．激光束在B点的入射角
B．此激光束在玻璃中穿越的时间为
C．光在穿过玻璃球的过程中频率变小
D．改变入射角的大小，细激光束可能在球表面B处发生全反射
10．如图所示，储油桶的底面直径与高均为d。当桶内没有油时，从某点A恰能看到桶底边缘的点B。当桶内装满油时，仍沿AB方向看去，恰好看到桶底上的点C，C、B两点相距d。光在空气中的传播速度可视为真空中的光速c。则（ ）
A．仅凭上述数据可以求出筒内油的折射率
B．仅凭上述数据可以求出光在筒内油中传播的频率
C．仅凭上述数据可以求出光在筒内油中传播的波长
D．来自C点的光射向油面时一定会出现全反射现象
11．如图所示，真空中有一半径为R、圆心为O的均匀玻璃球，频率一定的红色激光束在真空中沿BC传播，从C点经折射进入玻璃球，并经出射点D折射出去，已知∠COD=120°，若真空中光速为c，玻璃对该激光的折射率为，则下列说法中正确的是（ ）
A．激光束在C点的入射角α=45°
B．此激光束在玻璃中穿越的时间为
C．改变入射角α的大小，激光束可能发生全反射
D．若换成紫色激光束从BC射入，光路图与红色激光束相同
12．如图甲所示是一个用折射率n=2.4的透明介质做成的四棱柱的镜截面图，其中∠A=∠C=90°，∠B=60°，现有一条光线从图中所示的位置垂直入射到棱镜的AB面，图乙中完整表示光线行进的过程是（
）
A．
B．
C．D．
13．如图所示，一束由两种单色光混合的复色光沿PO方向射向一上、下表面平行的厚玻璃平面镜的上表面，得到三束光Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，下列有关这三束光的判断正确的是（ ）
A．光束Ⅰ仍为复色光，光束Ⅱ、Ⅲ为单色光
B．在玻璃中的传播速度，光束Ⅱ比光束Ⅲ小
C．增大α角且α<90°，光束Ⅱ、Ⅲ会远离光束Ⅰ
D．减小α角且α>0°，光束Ⅲ可能会在上表面发生全反射
14．如图所示，一半圆形玻璃砖，C点为其圆心，直线过C点与玻璃砖上表面垂直。与直线平行且等距的两束不同频率的细光束a、b从空气射入玻璃砖，折射后相交于图中的P点，以下说法正确的是（ ）
A．此玻璃砖对b光的折射率大
B．真空中a光的波长小于b光的波长
C．a光的频率大于b光的频率
D．若a、b光从此玻璃砖射入真空，a光发生全反射的临界角较大
15．关于全反射，下列说法正确的是（ ）
A．光从光密介质射向光疏介质时可能产生全反射
B．光从光疏介质射向光密介质时可能产生全反射
C．光从折射率大的介质射向折射率小的介质时可能产生全反射
D．光从传播速度小的介质射向传播速度大的介质时可能产生全反射
16．如图所示，足够长的平行玻璃砖厚度为d，底面镀有反光膜CD，反光膜厚度不计，一束光线以45°的入射角由A点入射，经底面反光膜反射后，从顶面B点射出（B点图中未画出）．已知该光线在玻璃砖中的传播速度为c，c为光在真空中的传播速度，则（
）
A．平行玻璃砖的折射率为
B．入射点A与出射点B之间的距离为
C．平行玻璃砖的全反射临界角为30°
D．为了使从A点以各种角度入射的光线都能从顶面射出，则底面反光膜CD长度至少2d
17．玻璃片形状如图示，为直角，，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”）。
18．一台激光器，它的功率为P，如果它发射出的单色光在空气中的波长为λ。
（1）它在时间t内辐射的光能为__________，如果已知这束单色光在某介质中的传播速度为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__________。
（2）由于激光是亮度高、平行度好、单色性好的相干光，所以光导纤维中用激光作为信息高速传输的载体。要使射到粗细均匀的圆形光导纤维一个端面上的激光束都能从另一个端面射出，而不会从侧壁“泄漏”出来，光导纤维所用材料的折射率至少应为多大______
19．如图所示，直角三棱镜，，三棱镜材料的折射率，一束与面成30°角的光线从面上点射入棱镜，从面上点射出，不考虑光在面上的反射。
(1)判断三棱镜的面是否有光线射出？写出分析过程。（不考虑多次反射）
(2)求从点射出光线的折射角。
20．如图所示，折射率、半径为R的透明半球体固定在水平地面上，O为球心，过透明球体的顶点Q有一足够大的竖直屏幕，一束截面为圆形（半径为R）的平行光垂直射向半球体界面，经折射后在屏幕上形成一个圆形亮区。光在真空中的速度为c，求：
（1）光从O点到Q点的传播时间t；
（2）圆形亮区的半径大小。
参考答案
1．A
【详解】
当入射光线逐渐顺时针转动的过程中，入射角逐渐增大，射到AB面上的光线的入射角逐渐减小，因为红光的临界角最大，所以首先在AB面发生折射透过的光线是红光，故A正确，BCD错误．
2．A
【详解】
A．由折射定律
r=30°
其光路图如图所示，由几何关系可知从C点射出的光线与A点的入射光线平行，A正确；
BC．由光路的可逆性知，无论减小球的半径或增大球的折射率，光在球内都不可能发生全反射，BC错误；
D．若仅增大入射光的频率，折射率变大，则B点将下移，由光路对称性知C将上移，故C点与A点距离将减小，D错误。
故选A。
3．C
【详解】
A．根据公式
所以有，故波长会变，故A错误；
B．由光路的可逆性可知，在边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，B错误；
C．在点作出法线可知入射角为，折射角为，则
故C正确；
D．三棱镜两次折射使得光线都向底边偏折，不会与入射到点的光束平行，故D错误。
故选C。
4．C
【详解】
AB．当发生全反射时，由
解得
当光从光密介质向光疏介质，且入射角时发生全反射，故AB错误；
CD．再由折射定律，可推知，只C光路图是正确的，D错误；
故选C。
5．D
【详解】
由题知，由于OD=R，圆周的半径为R，如下图，可得；
由于玻璃折射率为，根据全反射临界角公式可得，全反射的临界角为，此时光线恰好发生全反射，反射光线从E点沿着平行于AC边的EF方向前进，根据几何关系可得，光线在BC边的入射角为，仍然大于临界角，所以在BC边继续发生全反射，再根据几何关系可知，光线在AC边的入射角为，此时将不再发生全反射，光线将从OC边射出，但不是垂直射出，综上分析，D正确，ABC错误。
故选D。
6．D
【详解】
作出光路图，如图所示
根据题意和几何关系可知
，，，
联立以上各式，可得
故选D。
7．D
【详解】
AD．远处的鱼发出的光入射角较大，当入射角大于等于全反射临界角时能发生全反射，光线不能射出水面，所以看不到，故D正确，A错误；
B．树木倒影是树木发出的光在水面发生反射后，反射光进入人的眼中，故B错误；
C．近处的鱼发出的光的光线到水面处，入射角越小，反射光越弱而折射光越强，所以近处的鱼发出的光经过水面时透射光的能量较多，故C错误；
故选D。
8．A
【详解】
A．由题意可得，折射率
由图可知，入射角为，故折射角为，故A正确；
B．光在三棱镜中的传播速度
.
故B错误；
C．光从BD之间入射，折射角为，也就是在射入BC边界时，入射角为，又因为
，
发生了全反射，故C错误；
D．光从AD之间入射，折射角为，也就是在射入AC边界时，入射角也为，大于临界角，故发生全反射，故D错误；
故选A。
9．B
【详解】
A．由几何知识得到激光束在在B点折射角
由
解得
解得
A错误；
B．由几何知识
激光束在玻璃球中传播的速度为
则此激光束在玻璃中穿越的时间为
B正确；
C．激光的频率由光源决定，与介质无关，所以该激光由真空射入玻璃球时频率不变，C错误；
D．发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，激光束从B点进入玻璃球时，是从光疏介质进入光密介质，无论怎样改变入射角，都不可能发生全反射，D错误。
故选B。
10．A
【详解】
A．由题可知，没有油时，到达B点光线的入射角为
即
当装满油时，到达C点的光线的折射角为
利用数学知识可以求出和，则可求出筒内油的折射率为
所以A正确；
BC．根据
可求得光在油中的传播速度，但是光的频率求不出来，根据
也求不出光在油中传播的波长，所以BC错误；
D．当桶内装满油时，仍沿AB方向看去，恰好看到桶底上的点C，根据光路的可逆性可知，当光从C点的射向油面时一定不会出现全反射现象，所以D错误。
故选A。
11．B
【详解】
A．由几何知识得到激光束在C点的折射角
由
得
得入射角
故A错误；
B．此激光束在玻璃中的波速为
CD间的距离为
则光束在玻璃球中从C到D传播的时间为
故B正确；
C．激光束从C点进入玻璃球时，无论怎样改变入射角，折射角都小于临界角，根据几何知识可知光线在玻璃球内表面的入射角不可能大于临界角，所以不可能发生全反射，故C错误；
D．紫色激光束和红色激光束波长不同，频率不同，折射率不同，光路图也不同，故D错误。
故选B。
12．D
【解析】
【详解】
光线垂直进人AB面后，入射到CD面时，入射角为30°，临界角，临界角C30°，所以光线在CD面发生全反射，射到AB面时的入射角为60°，再次全反射，光线垂直BC面射出；根据光路可逆，故D正确，ABC错误。
故选D。
13．AB
【详解】
A．
所有色光都能反射，反射角相同，由图可知光束I是复色光。而光束Ⅱ、Ⅲ由于折射率的不同导致偏折分离，因为厚玻璃平面镜的上下表面是平行的。根据光的可逆性，知两光速仍然平行射出，且光束Ⅱ、Ⅲ是单色光。故A正确；
B．
光束进入玻璃砖时，光束Ⅱ的偏折程度大于比光束Ⅲ大，根据折射定律可知，光束Ⅱ的折射率大于光束Ⅲ的折射率，由
知在玻璃中的传播速度，光束Ⅱ比光束Ⅲ小，故B正确；
C．
增大α角且α<90°，即减小入射角，折射角随之减小，则光束Ⅱ、Ⅲ会靠近光束I，故C错误；
D．
减小α角，复色光沿PO方向射入玻璃砖，经过下表面反射时，在上表面的入射角等于光束进入玻璃砖时的折射角。所以由光路可逆性原理可知，光束Ⅲ不会在上表面发生全反射，一定能从上表面射出。故D错误。
故选AB。
14．AD
【详解】
A．由图和折射定律可知，玻璃砖对b的折射率大于a的，选项A正确；
BC．玻璃砖对b的折射率大于a的，所以b的频率高，由，可知在真空中，a光的波长大于b光的波长，选项BC错误；
D．由可知，a光的折射率小，所以a光发生全反射的临界角大，选项D正确。
故选AD。
15．ACD
【详解】
全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，折射率大的介质相对于折射率小的介质是光密介质，同一种光在不同介质中传播，传播速度小的介质相对于传播速度大的介质是光密介质。
故选
ACD。
16．ABD
【详解】
A．玻璃砖的折射率为
故A正确；
B．由折射定律得
可得
因此入射点与出射点之间的距离为
故B正确；
C．设临界角为，则有
可得
故C错误；
D．为了使从点以各种角度入射的光线都能从顶面射出，反射光线不能在顶面发生全反射，则底面反光膜至少为
故D正确；
故选ABD。
17．会
【详解】
根据题意可知
由图可知
因为
所以会发生全反射，根据几何关系及反射规律可得光线第一次射到MN边，出射光线与法线夹角
18．
【详解】
（1）激光器t时间内发出的光能
W＝Pt
由，，则
（2）设激光束在光导纤维端面的入射角为i，折射角为r，折射光线射向侧面时的入射角为i′，折射角为r′，如图所示
由折射定律，由几何关系
由全反射临界角的公式
要保证从端面射入的任何光线都能发生全反射，应有，。故
解得
故光导纤维的折射率至少应为。
19．(1)没有，分析过程见解析；(2)
【详解】
(1)光路图如图所示
设面入射角为，折射角为，在面入射角为，折射角为，由折射定律可知
由
发生全反射的临界角为，则
则
所以在面上发生全反射，没有光线射出。
(2)由几何关系
则
由折射定律
可得
20．（1）；（2）
【详解】
（1）光在透明半球体内传播的速度大小为
则光从O点到Q点的传播时间
（2）设从A点射入透明半球体的光线在B点恰好发生全发射，则根据
可得，如图所示
设出射光线BD交屏幕于D点，由几何知识可得圆形亮区的半径大小
又
联立求得