4.2全反射 同步作业（word解析版）
文档属性
| 名称 | 4.2全反射 同步作业（word解析版） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 999.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-10-11 05:56:58 | ||
图片预览
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 同步作业（解析版）
1．如图所示，在平静的水面下深h处有一单色点光源S，它发出的光在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，已知该单色光的折射率为n，则下列说法正确的是（ ）
A．该单色光在水中的波长比空气中长
B．圆形区域的面积为
C．当点光源S竖直向下匀速运动时，圆形区域的边缘向外做匀速运动
D．当点光源S竖直向下匀速运动时，圆形区域的边缘向外做加速运动
2．如图所示是一半径为的玻璃球体，为球心，为水平直径。是竖直放置的光屏且与玻璃球体相切与点，一束单色光线从点沿方向射出，出射光线垂直于光屏，已知，光在真空中的传播速度为，则下列选项错误的是（ ）
A．此玻璃的折射率为
B．光从点传播到点需用时
C．该玻璃球的临界角应小于45°
D．光从A点传播到点与从点传播到点的时间之比为
3．abc为一全反射棱镜，它的横截面是等腰直角三角形。一束白光垂直入射到ac面上，在ab面上发生全反射，若光线入射点O的位置不变，改变光线的入射方向（不考虑自bc面反射的光线），则( )
A．使入射光线按图中所示的顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出ab面，则红光将首先射出
B．使入射光线按图中所示的顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出ab面，则紫光将首先射出
C．使入射光线按图中所示的逆时针方向逐渐偏转，红光将首先射出ab面
D．使入射光线按图中所示的逆时针方向逐渐偏转，紫光将首先射出ab面
4．已知介质对某单色光的临界角为C，则不正确的是（ ）
A．该介质对单色光的折射率等于
B．此单色光在该介质中的传播速度等于csinC（c是光在真空中的传播速度）
C．此单色光在该介质中的传播波长是在真空中波长的sinC倍
D．此单色光在该介质中的频率是在真空中的倍
5．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
6．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
7．波长为λ1和λ2的两束可见光入射到双缝，在光屏上观察到干涉条纹，其中波长为λ1的光的条纹间距大于波长为λ2的条纹间距。则（下列表述中，脚“1”和“2”分别代表波长为λ1和λ2的光所对应的物理量）（ ）
A．这两束光的光子的动量P1>P2
B．这两束光从玻璃射向真空时，其临界角C1>C2
C．这两束光都能使某种金属发生光电效应，则遏止电压U1>U2
D．这两束光在玻璃中的传播速度满足v18．如图中阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该种材料的折射率，AC为一半径为R的圆弧，D为圆弧面的圆心，ABCD构成正方形，在D处有一点光源。若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，从点光源射入圆弧AC的光中，能从AB、BC面直接射出的部分占整个圆弧的（ ）
A． B． C． D．
9．如图所示，半圆柱形玻璃砖的圆心为O。一束复色光束以入射角i＝30°由玻璃砖内射向O点，折射后分为两束单色光束a、b。其中单色光束a的折射角恰为r＝45°，则下列说法正确的是（ ）
A．玻璃砖对单色光b的折射率应略小于
B．若光束从水中射向空气，则光束a的临界角比光束b的临界角小
C．光束b比光束a更容易发生明显衍射现象
D．在光的双缝干涉实验中，仅将入射光束由a改为b，则条纹间距变小
10．如图为某摄影师用相机抓拍到的某旅游景区的照片，对该照片和摄影师拍摄过程中涉及的光学知识，下列理解正确的是________。
A．图中的景物在水中的像不是实际光线会聚而成的
B．由于景物发出的光在平静的湖面上发生全反射，所以景物在水中的像看起来很亮
C．从相机中看不见湖面下物体的原因，可能是湖面下物体发出的光在湖面发生了全反射
D．如果摄影师向湖面靠近，从相机中仍不能看到湖面下的物体
E.如果摄影师远离湖面，从相机中一定看不到湖面下的物体
11．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玻璃砖的上表面，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在玻璃中的传播速度较大
C．出射光束a、b一定不平行
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小
12．一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，；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．屏上有一亮区，其宽度大于AB边的长度
C．屏上有一亮区，其宽度等于AC边的长度
D．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
13．如图所示，由红、紫两种色光组成的复色光束PO，沿半径方向由空气射入玻璃半圆柱后，被分成沿图示方向射出的两光束OA和OB，则下列判断正确的是（ ）
A．OA是单色光 B．OA是复色光 C．OB是单色光 D．OB为复色光
14．如图所示为一用某种特殊透光材料制成的棱镜，棱镜的截面为等腰直角三角形，一束由红光和紫光组成的平行光从棱镜的AC面垂直入射，现用光屏承接从AB和BC平面出射的光线，发现从AB平面出射的光线中某种颜色的光线出现缺失，则（ ）
A．AB面出射的光线中一定缺失紫光
B．AB面出射的光线中一定缺失红光
C．BC面出射的光线一定为非平行光
D．BC面出射的光线一定为平行光
15．如图所示，一束单色光从半径为的玻璃球上的A点入射，入射角60°，折射入球后，经过一次反射再折射到球外的光线恰好平行于入射光线。已知光在真空中的传播速度为，则（ ）
A．玻璃球的折射率
B．光进入玻璃球后，频率减小
C．无论入射角多大，光线都不可能在点发生全反射
D．光从A传播到所需的时间
16．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，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
B．光从AA'C'C面出射的区域占该侧面总面积的
C．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
17．当光由___________射入___________时，当入射角增大到一定程度时，光线将全部反射回光密介质中，这种现象叫光的全反射。
18．光在某种介质中传播的速度为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C=________．
19．如图所示，过中心线的截面为矩形的圆柱形棒是用折射率n＝的透明材料制成的。一束光从左侧端点中心射入圆柱形棒，在棒体内发生多次全反射最终由棒的右侧端面中心射出。若要使折射光在上下侧边恰好发生全反射，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。求这束光在左侧端面的入射角的正弦值应为多少？
20．如图OAB是折射率、截面为圆的透明材料，O为该圆的圆心，半径，且。单色光线a垂直某半径所在平面从C点射入该透明材料。已知，光在真空中的传播速度为c。求：
（1）光线a从OB面离开透明材料时的出射方向与入射时方向的夹角；
（2）光线a在该材料中的传播时间。
参考答案
1．C
【详解】
A．根据，光在不同介质中相同，在空气中传播速度比水中的传播速度大，所以该单色光在水中波长比空气中长，A错误；
B．根据
由几何关系得
解得
所以圆形区域的面积为，B错误；
CD．设光源S竖直向下匀速运动得速度为v，则在时间t内，光源向下运动了
根据几何关系，圆形区域的边缘向外运动了
是不变值，所以圆形区域的边缘向外做匀速运动，C正确，D错误。
故选C。
2．D
【详解】
A．做出光路图如图所示
由几何关系可得，，由折射定律可得
A正确，不符合题意；
B．根据
可得光在玻璃中的传播速度
光从点传播到点需用时为
B正确，不符合题意；
D．从点传播到点的时间为
光从A点传播到点与从点传播到点的时间之比为
D错误，符合题意；
C．由临界角公式有
解得
所以该玻璃球的临界角应小于45°，C正确，不符合题意。
故选D。
3．A
【详解】
AB．入射光线顺时针偏转时，经ac面的折射，光线以小于45°角射到ab面上。开始时，偏转角越大，ab面上光线的入射角就越小，当偏转到某一角度时，光线将垂直入射到ab面，入射角为0°；在此之后，光线的入射角将变大。按题目所给的条件，开始时ab面上没有光线射出，即棱镜的临界角小于或等于45°，因此在顺时针偏转过程中，当偏转到一定的程度时，光线对ab面的入射角会小于临界角，此时有光线穿出ab面。进一步考虑哪一种光线先射出ab面。在组成白光的七种色光中，玻璃对红光的折射率最小，红光经ac面后的方向改变最小，对ab面的入射角改变最大，即红光在几种色光中入射角最小。从折射率最小还可得出的另一结论，即光的全反射角最大。将这两点结合起来，可知在相同条件下，红光的全反射角最大而入射角最小，因此将最先射出。故A正确，B错误；
CD．入射光线逆时针偏转时，这时将发现偏转后光线对ab面的入射角增大了，根本不可能射出ab面，故CD错误。
故选A。
4．D
【详解】
A．根据临界角公式
得
故A正确；
B．光在介质中的传播速度
故B正确；
C．设光在真空中与介质中的波长分别为和，由
联立可得
则
故C正确；
D．光的频率由光源决定，与介质无关，则此单色光在该介质中的频率与在真空中的频率相等，故D错误。
本题选错误项，故选D。
5．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。
6．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。
7．B
【详解】
由干涉条纹间距的公式可知，。
A．由光子的动量，可知，故A错误；
B．由可知，两光子频率，即光子2的频率大，根据频率与介质的折射率关系可知，折射率关系为，由临界角和折射率的关系，可知这两束光从玻璃射向真空时，其临界角C1>C2，故B正确；
C．由光电效应方程可知频率越大逸出的光电子的初动能越大，又由可知，频率越大，遏止电压越大，则，故C错误；
D．由折射率可知，折射率越大，这两束光在玻璃中的传播速度越小，则，故D错误。
故选B。
8．C
【详解】
设该种材料的临界角为C，则
解得
C=30°
如图所示
若沿DE方向射到AB面上的光线刚好发生全反射，则∠ADF=30°；同理，若沿DG方向射入的光线刚好在BC面上发生全反射，则∠CDG=30°，因此∠FDH=30°，据几何关系可得
×2πR
解得
则能从AB、BC面直接射出的部分为
故能从AB、BC面直接射出的部分占整个圆弧的比值为
故选C。
9．D
【详解】
A．根据折射率的定义可知a光的折射率
由图知，两束光的入射角相等，a的折射角小于b的折射角，通过折射定律可知，玻璃砖对b光的折射率大于对a光的折射率，所以b光的折射率大于，故A错误；
B．由于b的折射角大于a的折射角，则使入射角i逐渐变大时，b光的折射角先达到90°，发生全反射现象，b的临界角小，故B错误；
C．a的频率小，则波长大，根据明显衍射的条件可知，光束a比光束b更容易发生衍射现象，故C正确;
D．根据干涉条纹的宽度公式
可知，在光的双缝干涉实验中，仅将入射光束由a改为b，条纹间隔变窄，故D正确。
故选D。
10．ACE
【详解】
A．图中的景物在水中的像是反射光线反向延长线相交形成的虚像，不是实际光线会聚而成的，故A正确；
B．发生全反射的必要条件是光从光密介质射入光疏介质，可知，景物发出的光在平静的湖面上不能发生全反射，而发生了反射，所以景物在水中的像看起来很亮，故B错误；
C．湖面下的物体发出的光线斜射到湖面上时，光线的入射角较大，当该入射角大于等于全反射的临界角时，在湖面发生了全反射，因而相机中可能看不见湖面下的物体，C正确；
D．如果摄影师向湖面靠近，根据反射定律知，反射光线可能射不到相机中，则从相机中可能看到湖面下的物体，D错误；
E．远离湖面一定看不到湖面下的物体，E正确。
故选ACE。
11．D
【详解】
AB．作出光路图如图所示：
可知光从空气射入玻璃时a光的偏折程度较大，则a光的折射率较大，频率较大，选项A错误；
B．光在同一种均匀介质中传播速度，因此a光的传播速度更小，选项B错误。
C．因为a、b两光在上表面的折射角与反射后在上表面的入射角分别相等，根据几何知识可知出射光束一定相互平行，选项C错误；
D．因为a光的折射率较大，根据，则知a光的临界角小，选项D正确。
故选D。
12．D
【详解】
A．根据临界角公式得
因为 ，所以光线在BC边发生全反射，不会有光线从BC边射出，A错误；
BC．玻璃砖ADC部分相当于一个平凸透镜，对光线有汇聚作用，屏上有一亮区，其宽度小于AB边的长度，如图所示，BC错误；
D．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，当光屏位于出射光线的焦点时，亮区最小，光屏继续远离玻璃砖，亮区又逐渐变大，D正确。
故选D。
13．AD
【详解】
由图可知OB为反射光,所以OB应为复色光；而折射后只有一束光线，故有一光发生的全反射，而红光与紫光相比较，紫光的临界角要小,故紫光发生了全反射，所以OA是红光，为单色光；故选AD
14．AD
【详解】
AB．如图所示
由，可知红光的折射率小，红光的临界角C大，故紫光发生了全反射，AB面出射的光线中一定缺失紫光,故A正确，B错误；
CD．红光和紫光在AB面发生反射，几何关系可知，BC面出射的光线一定为平行光，故C错误，D正确。
故选AD。
15．AC
【详解】
A．根据几何关系可知，折射角
根据光的折射定律
A正确；
B．光在传播的过程中，频率保持不变，B错误；
C．由于光线在A点的折射角等于在B点出射光线的入射角，因此无论入射角多大，光线在B点出射光线的入射角都不会超过临界角，因此不可能在点发生全反射，C正确；
D．根据几何关系，可知
光在玻璃中的传播速度
光从A传播到所需的时间
D错误。
故选AC。
16．AC
【详解】
AB．由题可知
可知临界角为45o，因此从D点发出的光，竖直向上从M点射出的光线恰好是出射光线的边缘，同时C点也恰好是出射光线的边缘，如图所示，因此光线只能从MC段射出，根据几何关系可知，M恰好为AC的中点，因此在 平面上有一半的面积有光线射出，A正确，B错误；
C．由于频率越高，折射率越大，当光源发出的光的频率变小，，折射率也会变小，导致临界角会增大，这时M点上方也会有光线出射，因此出射光线区域的面积将增大，C正确，D错误。
故选AC。
17．光密介质 光疏介质
【详解】
[1][2]当光由光密介质射入光疏介质时，入射角增大到一定程度时，光线将全部反射回光密介质中，这种现象叫做光的全反射。
18．30°
【解析】
【分析】
由于光是从液体射向空气，所以折射定律公式中，折射率应该是折射角的正弦与入射角的正弦相比．当恰好发生全反射时的入射角叫临界角．
【详解】
[1]．由公式得：液体折射率
；
正好发生全反射，则有
sinC=1/n；
则
C=arcsin=arcsin=30°；
【点睛】
若是光是从空气射向液体则折射率应该是入射角的正弦与折射角的正弦相比．光的全反射必须从光密介质进入光疏介质，同时入射角大于临界角．
19．0.75
【详解】
光在棒侧边上恰好发生全反射时，设临界角为C，则
解得
设光从棒的左侧端面中心射入时入射角为i，折射角为r，由折射定律有
光路图如图所示,由几何关系知
r＋C＝90°
解得
20．（1）；（2）
【详解】
（1）设材料的临界角为C，由
代入，得
光线a进入材料后传播到弧面D时发生折射，连接OD，有
得
所以光线传到D时发生全反射，反射角为，所以光线通过B点，光路如图
由几何关系可知
根据折射定律
代入、，得
故光线a离开透明材料时的出射方向与入射时方向的夹角为
（2）光线a在该材料中的传播时间为
由几何知识得
又
联立解得
4.2全反射 同步作业（解析版）
1．如图所示，在平静的水面下深h处有一单色点光源S，它发出的光在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，已知该单色光的折射率为n，则下列说法正确的是（ ）
A．该单色光在水中的波长比空气中长
B．圆形区域的面积为
C．当点光源S竖直向下匀速运动时，圆形区域的边缘向外做匀速运动
D．当点光源S竖直向下匀速运动时，圆形区域的边缘向外做加速运动
2．如图所示是一半径为的玻璃球体，为球心，为水平直径。是竖直放置的光屏且与玻璃球体相切与点，一束单色光线从点沿方向射出，出射光线垂直于光屏，已知，光在真空中的传播速度为，则下列选项错误的是（ ）
A．此玻璃的折射率为
B．光从点传播到点需用时
C．该玻璃球的临界角应小于45°
D．光从A点传播到点与从点传播到点的时间之比为
3．abc为一全反射棱镜，它的横截面是等腰直角三角形。一束白光垂直入射到ac面上，在ab面上发生全反射，若光线入射点O的位置不变，改变光线的入射方向（不考虑自bc面反射的光线），则( )
A．使入射光线按图中所示的顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出ab面，则红光将首先射出
B．使入射光线按图中所示的顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出ab面，则紫光将首先射出
C．使入射光线按图中所示的逆时针方向逐渐偏转，红光将首先射出ab面
D．使入射光线按图中所示的逆时针方向逐渐偏转，紫光将首先射出ab面
4．已知介质对某单色光的临界角为C，则不正确的是（ ）
A．该介质对单色光的折射率等于
B．此单色光在该介质中的传播速度等于csinC（c是光在真空中的传播速度）
C．此单色光在该介质中的传播波长是在真空中波长的sinC倍
D．此单色光在该介质中的频率是在真空中的倍
5．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
6．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
7．波长为λ1和λ2的两束可见光入射到双缝，在光屏上观察到干涉条纹，其中波长为λ1的光的条纹间距大于波长为λ2的条纹间距。则（下列表述中，脚“1”和“2”分别代表波长为λ1和λ2的光所对应的物理量）（ ）
A．这两束光的光子的动量P1>P2
B．这两束光从玻璃射向真空时，其临界角C1>C2
C．这两束光都能使某种金属发生光电效应，则遏止电压U1>U2
D．这两束光在玻璃中的传播速度满足v1
A． B． C． D．
9．如图所示，半圆柱形玻璃砖的圆心为O。一束复色光束以入射角i＝30°由玻璃砖内射向O点，折射后分为两束单色光束a、b。其中单色光束a的折射角恰为r＝45°，则下列说法正确的是（ ）
A．玻璃砖对单色光b的折射率应略小于
B．若光束从水中射向空气，则光束a的临界角比光束b的临界角小
C．光束b比光束a更容易发生明显衍射现象
D．在光的双缝干涉实验中，仅将入射光束由a改为b，则条纹间距变小
10．如图为某摄影师用相机抓拍到的某旅游景区的照片，对该照片和摄影师拍摄过程中涉及的光学知识，下列理解正确的是________。
A．图中的景物在水中的像不是实际光线会聚而成的
B．由于景物发出的光在平静的湖面上发生全反射，所以景物在水中的像看起来很亮
C．从相机中看不见湖面下物体的原因，可能是湖面下物体发出的光在湖面发生了全反射
D．如果摄影师向湖面靠近，从相机中仍不能看到湖面下的物体
E.如果摄影师远离湖面，从相机中一定看不到湖面下的物体
11．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玻璃砖的上表面，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在玻璃中的传播速度较大
C．出射光束a、b一定不平行
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小
12．一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，；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．屏上有一亮区，其宽度大于AB边的长度
C．屏上有一亮区，其宽度等于AC边的长度
D．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
13．如图所示，由红、紫两种色光组成的复色光束PO，沿半径方向由空气射入玻璃半圆柱后，被分成沿图示方向射出的两光束OA和OB，则下列判断正确的是（ ）
A．OA是单色光 B．OA是复色光 C．OB是单色光 D．OB为复色光
14．如图所示为一用某种特殊透光材料制成的棱镜，棱镜的截面为等腰直角三角形，一束由红光和紫光组成的平行光从棱镜的AC面垂直入射，现用光屏承接从AB和BC平面出射的光线，发现从AB平面出射的光线中某种颜色的光线出现缺失，则（ ）
A．AB面出射的光线中一定缺失紫光
B．AB面出射的光线中一定缺失红光
C．BC面出射的光线一定为非平行光
D．BC面出射的光线一定为平行光
15．如图所示，一束单色光从半径为的玻璃球上的A点入射，入射角60°，折射入球后，经过一次反射再折射到球外的光线恰好平行于入射光线。已知光在真空中的传播速度为，则（ ）
A．玻璃球的折射率
B．光进入玻璃球后，频率减小
C．无论入射角多大，光线都不可能在点发生全反射
D．光从A传播到所需的时间
16．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，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
B．光从AA'C'C面出射的区域占该侧面总面积的
C．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
17．当光由___________射入___________时，当入射角增大到一定程度时，光线将全部反射回光密介质中，这种现象叫光的全反射。
18．光在某种介质中传播的速度为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C=________．
19．如图所示，过中心线的截面为矩形的圆柱形棒是用折射率n＝的透明材料制成的。一束光从左侧端点中心射入圆柱形棒，在棒体内发生多次全反射最终由棒的右侧端面中心射出。若要使折射光在上下侧边恰好发生全反射，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。求这束光在左侧端面的入射角的正弦值应为多少？
20．如图OAB是折射率、截面为圆的透明材料，O为该圆的圆心，半径，且。单色光线a垂直某半径所在平面从C点射入该透明材料。已知，光在真空中的传播速度为c。求：
（1）光线a从OB面离开透明材料时的出射方向与入射时方向的夹角；
（2）光线a在该材料中的传播时间。
参考答案
1．C
【详解】
A．根据，光在不同介质中相同，在空气中传播速度比水中的传播速度大，所以该单色光在水中波长比空气中长，A错误；
B．根据
由几何关系得
解得
所以圆形区域的面积为，B错误；
CD．设光源S竖直向下匀速运动得速度为v，则在时间t内，光源向下运动了
根据几何关系，圆形区域的边缘向外运动了
是不变值，所以圆形区域的边缘向外做匀速运动，C正确，D错误。
故选C。
2．D
【详解】
A．做出光路图如图所示
由几何关系可得，，由折射定律可得
A正确，不符合题意；
B．根据
可得光在玻璃中的传播速度
光从点传播到点需用时为
B正确，不符合题意；
D．从点传播到点的时间为
光从A点传播到点与从点传播到点的时间之比为
D错误，符合题意；
C．由临界角公式有
解得
所以该玻璃球的临界角应小于45°，C正确，不符合题意。
故选D。
3．A
【详解】
AB．入射光线顺时针偏转时，经ac面的折射，光线以小于45°角射到ab面上。开始时，偏转角越大，ab面上光线的入射角就越小，当偏转到某一角度时，光线将垂直入射到ab面，入射角为0°；在此之后，光线的入射角将变大。按题目所给的条件，开始时ab面上没有光线射出，即棱镜的临界角小于或等于45°，因此在顺时针偏转过程中，当偏转到一定的程度时，光线对ab面的入射角会小于临界角，此时有光线穿出ab面。进一步考虑哪一种光线先射出ab面。在组成白光的七种色光中，玻璃对红光的折射率最小，红光经ac面后的方向改变最小，对ab面的入射角改变最大，即红光在几种色光中入射角最小。从折射率最小还可得出的另一结论，即光的全反射角最大。将这两点结合起来，可知在相同条件下，红光的全反射角最大而入射角最小，因此将最先射出。故A正确，B错误；
CD．入射光线逆时针偏转时，这时将发现偏转后光线对ab面的入射角增大了，根本不可能射出ab面，故CD错误。
故选A。
4．D
【详解】
A．根据临界角公式
得
故A正确；
B．光在介质中的传播速度
故B正确；
C．设光在真空中与介质中的波长分别为和，由
联立可得
则
故C正确；
D．光的频率由光源决定，与介质无关，则此单色光在该介质中的频率与在真空中的频率相等，故D错误。
本题选错误项，故选D。
5．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。
6．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。
7．B
【详解】
由干涉条纹间距的公式可知，。
A．由光子的动量，可知，故A错误；
B．由可知，两光子频率，即光子2的频率大，根据频率与介质的折射率关系可知，折射率关系为，由临界角和折射率的关系，可知这两束光从玻璃射向真空时，其临界角C1>C2，故B正确；
C．由光电效应方程可知频率越大逸出的光电子的初动能越大，又由可知，频率越大，遏止电压越大，则，故C错误；
D．由折射率可知，折射率越大，这两束光在玻璃中的传播速度越小，则，故D错误。
故选B。
8．C
【详解】
设该种材料的临界角为C，则
解得
C=30°
如图所示
若沿DE方向射到AB面上的光线刚好发生全反射，则∠ADF=30°；同理，若沿DG方向射入的光线刚好在BC面上发生全反射，则∠CDG=30°，因此∠FDH=30°，据几何关系可得
×2πR
解得
则能从AB、BC面直接射出的部分为
故能从AB、BC面直接射出的部分占整个圆弧的比值为
故选C。
9．D
【详解】
A．根据折射率的定义可知a光的折射率
由图知，两束光的入射角相等，a的折射角小于b的折射角，通过折射定律可知，玻璃砖对b光的折射率大于对a光的折射率，所以b光的折射率大于，故A错误；
B．由于b的折射角大于a的折射角，则使入射角i逐渐变大时，b光的折射角先达到90°，发生全反射现象，b的临界角小，故B错误；
C．a的频率小，则波长大，根据明显衍射的条件可知，光束a比光束b更容易发生衍射现象，故C正确;
D．根据干涉条纹的宽度公式
可知，在光的双缝干涉实验中，仅将入射光束由a改为b，条纹间隔变窄，故D正确。
故选D。
10．ACE
【详解】
A．图中的景物在水中的像是反射光线反向延长线相交形成的虚像，不是实际光线会聚而成的，故A正确；
B．发生全反射的必要条件是光从光密介质射入光疏介质，可知，景物发出的光在平静的湖面上不能发生全反射，而发生了反射，所以景物在水中的像看起来很亮，故B错误；
C．湖面下的物体发出的光线斜射到湖面上时，光线的入射角较大，当该入射角大于等于全反射的临界角时，在湖面发生了全反射，因而相机中可能看不见湖面下的物体，C正确；
D．如果摄影师向湖面靠近，根据反射定律知，反射光线可能射不到相机中，则从相机中可能看到湖面下的物体，D错误；
E．远离湖面一定看不到湖面下的物体，E正确。
故选ACE。
11．D
【详解】
AB．作出光路图如图所示：
可知光从空气射入玻璃时a光的偏折程度较大，则a光的折射率较大，频率较大，选项A错误；
B．光在同一种均匀介质中传播速度，因此a光的传播速度更小，选项B错误。
C．因为a、b两光在上表面的折射角与反射后在上表面的入射角分别相等，根据几何知识可知出射光束一定相互平行，选项C错误；
D．因为a光的折射率较大，根据，则知a光的临界角小，选项D正确。
故选D。
12．D
【详解】
A．根据临界角公式得
因为 ，所以光线在BC边发生全反射，不会有光线从BC边射出，A错误；
BC．玻璃砖ADC部分相当于一个平凸透镜，对光线有汇聚作用，屏上有一亮区，其宽度小于AB边的长度，如图所示，BC错误；
D．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，当光屏位于出射光线的焦点时，亮区最小，光屏继续远离玻璃砖，亮区又逐渐变大，D正确。
故选D。
13．AD
【详解】
由图可知OB为反射光,所以OB应为复色光；而折射后只有一束光线，故有一光发生的全反射，而红光与紫光相比较，紫光的临界角要小,故紫光发生了全反射，所以OA是红光，为单色光；故选AD
14．AD
【详解】
AB．如图所示
由，可知红光的折射率小，红光的临界角C大，故紫光发生了全反射，AB面出射的光线中一定缺失紫光,故A正确，B错误；
CD．红光和紫光在AB面发生反射，几何关系可知，BC面出射的光线一定为平行光，故C错误，D正确。
故选AD。
15．AC
【详解】
A．根据几何关系可知，折射角
根据光的折射定律
A正确；
B．光在传播的过程中，频率保持不变，B错误；
C．由于光线在A点的折射角等于在B点出射光线的入射角，因此无论入射角多大，光线在B点出射光线的入射角都不会超过临界角，因此不可能在点发生全反射，C正确；
D．根据几何关系，可知
光在玻璃中的传播速度
光从A传播到所需的时间
D错误。
故选AC。
16．AC
【详解】
AB．由题可知
可知临界角为45o，因此从D点发出的光，竖直向上从M点射出的光线恰好是出射光线的边缘，同时C点也恰好是出射光线的边缘，如图所示，因此光线只能从MC段射出，根据几何关系可知，M恰好为AC的中点，因此在 平面上有一半的面积有光线射出，A正确，B错误；
C．由于频率越高，折射率越大，当光源发出的光的频率变小，，折射率也会变小，导致临界角会增大，这时M点上方也会有光线出射，因此出射光线区域的面积将增大，C正确，D错误。
故选AC。
17．光密介质 光疏介质
【详解】
[1][2]当光由光密介质射入光疏介质时，入射角增大到一定程度时，光线将全部反射回光密介质中，这种现象叫做光的全反射。
18．30°
【解析】
【分析】
由于光是从液体射向空气，所以折射定律公式中，折射率应该是折射角的正弦与入射角的正弦相比．当恰好发生全反射时的入射角叫临界角．
【详解】
[1]．由公式得：液体折射率
；
正好发生全反射，则有
sinC=1/n；
则
C=arcsin=arcsin=30°；
【点睛】
若是光是从空气射向液体则折射率应该是入射角的正弦与折射角的正弦相比．光的全反射必须从光密介质进入光疏介质，同时入射角大于临界角．
19．0.75
【详解】
光在棒侧边上恰好发生全反射时，设临界角为C，则
解得
设光从棒的左侧端面中心射入时入射角为i，折射角为r，由折射定律有
光路图如图所示,由几何关系知
r＋C＝90°
解得
20．（1）；（2）
【详解】
（1）设材料的临界角为C，由
代入，得
光线a进入材料后传播到弧面D时发生折射，连接OD，有
得
所以光线传到D时发生全反射，反射角为，所以光线通过B点，光路如图
由几何关系可知
根据折射定律
代入、，得
故光线a离开透明材料时的出射方向与入射时方向的夹角为
（2）光线a在该材料中的传播时间为
由几何知识得
又
联立解得