4.2全反射基础演练—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（word含答案）
文档属性
| 名称 | 4.2全反射基础演练—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（word含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 277.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-06 23:37:18 | ||
图片预览
文档简介
基础演练——全反射
一、单选题（共7题，每题5分，共35分）
1．2021年春季，树德中学三校区均开展了高二学生的职业规划和体验活动，同学们都收获颇多。这也激起了同学们对科学和科技发展更大的兴趣。某同学在学习光学时，对神奇的光现象也产生了更加浓厚的兴趣，但有关光现象的理解有一项说法是错误的，请帮他指出（ ）
A．水中的气泡看上去比较明亮是因为有一部分光发生了全反射
B．天空中的彩虹和光的色散都是由于发生了全反射
C．光导纤维丝内芯材料的折射率应比外套材料的折射率大
D．海市蜃楼和沙漠蜃景是光在空气中发生折射和全反射形成的光学幻景
2．光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，如图所示，一复色光以入射角θ0射入光导纤维后分为a、b两束单色光，a、b两单色光在内芯和外套界面发生全反射，下列说法正确的是（ ）
A．内芯折射率小于外套的折射率
B．a光光子的能量大于b光光子的能量
C．在内芯介质中单色光a的传播速度比b大
D．入射角由θ0逐渐增大时，b光全反射现象先消失
3．如图所示，一束细白光从半圆形玻璃砖顶点垂直于PQ向圆心O射去。保持入射光不变让玻璃砖绕圆心逆时针缓慢转动，当转过角时，恰好没有任何光线从PQ边射出。由此可以判定（ ）
A．红光的临界角是 B．红光的临界角是
C．紫光的临界角是 D．紫光的临界角是
4．如图是半径为R的半圆形玻璃砖，一束单色光从A点射入玻璃砖，在直径面上发生全反射，最终从B点射出玻璃砖（B点位置未标出），已知出射光与入射光之间互相垂直，真空中光速为c，则（ ）
A．玻璃砖的折射率为 B．光在玻璃砖内的速度为
C．光在玻璃砖中的临界角为 D．光在直径面上的全反射点P与O点的距离为
5．一束光线穿过介质1、2、3时，光路如图所示，则（ ）
A．介质1的折射率最大 B．介质2是光密介质
C．光在介质2中的速度最小 D．当入射角由45°逐渐增大时，在1、2分界面上可能发生全反射
6．如图1所示，某种油量计是由许多透明等厚、长度不等的薄塑料片叠合而成的，每个薄片的形状如图2所示，其底部为等腰直角三角形。原理可以解释为光竖直向下射入固定在容器中的油量计，当容器内有油时，光大部分折射进入油中，只有少部分反射回观察窗口，当容器内无油时，光在塑料和空气的界面发生全反射而返回油量计上端，这样就可以通过观察窗上的亮暗分布来判断油量的多少，下列说法正确的是（ ）
A．这款油量计对所有液体都适用
B．随着油量的减少，观察窗右边最先开始亮
C．观察窗亮的部分越长，说明剩余油量越多
D．可以用折射率为1.35的透明塑料来制作这款油量计
7．如图所示，真空中平行玻璃砖的折射率n=，一束单色光与界面成=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=cm
D．若减小角，则h变大
二、多选题（共5题，每题5分，共25分）
8．已知某介质对一单色光的临界角为C，则（ ）
A．该介质对此单色光的折射率等于
B．此单色光在该介质中的速度等于csin C（c是光在真空中的传播速度）
C．此单色光在该介质中的波长是在真空中波长的sin C倍
D．此单色光在该介质中的频率是在真空中的倍
9．现有一三棱柱工件，由透明玻璃材料组成，如图所示，其截面为直角三角形，。现有一条光线沿着截面从边上的点以45°的入射角射入工件，折射后到达边发生全反射，垂直边射出。已知，下列说法正确的是（ ）
A．光线在边的折射角为30°
B．该透明玻璃的折射率为2
C．该光线在透明玻璃材料中发生全反射的临界角为45°
D．光线在工件中的传播时间为
10．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
11．如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角θ=60°时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c，则（ ）
A．玻璃砖的折射率为1.5 B．光在玻璃砖内的传播速度为
C．OP之间的距离为 D．光从玻璃到空气的临界角为30°
12．如图所示，让光线沿半圆形玻璃砖的半径射到平直边上，在这个界面发生了反射和折射。逐渐增大入射角，下列描述中正确的是( )
A．折射角逐渐减小
B．折射角和入射角的比值不变
C．折射光线逐渐减弱，直至完全消失
D．反射光线和折射光线都逐渐减弱
三、解答题（共4题，每题10分，共40分）
13．如图，直角三角形ABD为一透明砖的横截面，∠A=30°，∠D=90°，BD=2a，P为BD的中点，一光线自P点垂直BD边入射，在AB边恰好发生全反射，真空中的光速为c，每条边只考虑一次反射或折射。
（ⅰ）求透明砖的折射率并判断光是否能从AD边射出；
（ⅱ）求光从P点传播到AD边的时间。
14．如图所示，有一玻璃砖，，，一束单色光从面上的点射入，从面的点射出，且出射光线与面夹角为，，且。求：
（1）玻璃砖折射率；
（2）改变单色光射入方向，使其在面恰好发生全反射，则判断反射光到达面是否发生全反射？说明理由。
15．如图所示，平静湖面岸边的垂钓者的眼睛恰好位于岸边P点正上方h1=1.8m的高度处，浮标Q离P点的距离s1=2.4m，鱼饵灯M在浮标正前方s2=3.6m处的水下h2=4.8m深度处，垂钓者发现鱼饵灯刚好被浮标挡住。求：
（1）作出M点至垂钓者眼睛的光路图
（2）求出水的折射率；
（3）若鱼饵灯缓慢竖直上浮，当它离水面多深时，鱼饵灯发出的光恰好无法从水面PQ间射出。（结果可以用根号表示）
16．某透明物体的横截面如图所示，其中ABC为等腰直角三角形，AB为直角边，长度为L， ADC为一圆弧，其圆心在AC边的中点。此透明物体的折射率为n＝2.0。若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入该透明物体，求：
（1）光线从ADC圆弧射出的区域弧长s。
（2）光线从ADC圆弧射出，在透明物体中的最长时间t。
参考答案
1．B
2．C
3．A
4．D
5．D
6．B
7．C
8．ABC
9．ACD
10．AC
11．BC
12．BC
13．（1），能；（2）
14．（1）；（2） 不会发生全发射，略
15．（1）略；（2）；（3）
16．（1）；（2）
一、单选题（共7题，每题5分，共35分）
1．2021年春季，树德中学三校区均开展了高二学生的职业规划和体验活动，同学们都收获颇多。这也激起了同学们对科学和科技发展更大的兴趣。某同学在学习光学时，对神奇的光现象也产生了更加浓厚的兴趣，但有关光现象的理解有一项说法是错误的，请帮他指出（ ）
A．水中的气泡看上去比较明亮是因为有一部分光发生了全反射
B．天空中的彩虹和光的色散都是由于发生了全反射
C．光导纤维丝内芯材料的折射率应比外套材料的折射率大
D．海市蜃楼和沙漠蜃景是光在空气中发生折射和全反射形成的光学幻景
2．光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，如图所示，一复色光以入射角θ0射入光导纤维后分为a、b两束单色光，a、b两单色光在内芯和外套界面发生全反射，下列说法正确的是（ ）
A．内芯折射率小于外套的折射率
B．a光光子的能量大于b光光子的能量
C．在内芯介质中单色光a的传播速度比b大
D．入射角由θ0逐渐增大时，b光全反射现象先消失
3．如图所示，一束细白光从半圆形玻璃砖顶点垂直于PQ向圆心O射去。保持入射光不变让玻璃砖绕圆心逆时针缓慢转动，当转过角时，恰好没有任何光线从PQ边射出。由此可以判定（ ）
A．红光的临界角是 B．红光的临界角是
C．紫光的临界角是 D．紫光的临界角是
4．如图是半径为R的半圆形玻璃砖，一束单色光从A点射入玻璃砖，在直径面上发生全反射，最终从B点射出玻璃砖（B点位置未标出），已知出射光与入射光之间互相垂直，真空中光速为c，则（ ）
A．玻璃砖的折射率为 B．光在玻璃砖内的速度为
C．光在玻璃砖中的临界角为 D．光在直径面上的全反射点P与O点的距离为
5．一束光线穿过介质1、2、3时，光路如图所示，则（ ）
A．介质1的折射率最大 B．介质2是光密介质
C．光在介质2中的速度最小 D．当入射角由45°逐渐增大时，在1、2分界面上可能发生全反射
6．如图1所示，某种油量计是由许多透明等厚、长度不等的薄塑料片叠合而成的，每个薄片的形状如图2所示，其底部为等腰直角三角形。原理可以解释为光竖直向下射入固定在容器中的油量计，当容器内有油时，光大部分折射进入油中，只有少部分反射回观察窗口，当容器内无油时，光在塑料和空气的界面发生全反射而返回油量计上端，这样就可以通过观察窗上的亮暗分布来判断油量的多少，下列说法正确的是（ ）
A．这款油量计对所有液体都适用
B．随着油量的减少，观察窗右边最先开始亮
C．观察窗亮的部分越长，说明剩余油量越多
D．可以用折射率为1.35的透明塑料来制作这款油量计
7．如图所示，真空中平行玻璃砖的折射率n=，一束单色光与界面成=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=cm
D．若减小角，则h变大
二、多选题（共5题，每题5分，共25分）
8．已知某介质对一单色光的临界角为C，则（ ）
A．该介质对此单色光的折射率等于
B．此单色光在该介质中的速度等于csin C（c是光在真空中的传播速度）
C．此单色光在该介质中的波长是在真空中波长的sin C倍
D．此单色光在该介质中的频率是在真空中的倍
9．现有一三棱柱工件，由透明玻璃材料组成，如图所示，其截面为直角三角形，。现有一条光线沿着截面从边上的点以45°的入射角射入工件，折射后到达边发生全反射，垂直边射出。已知，下列说法正确的是（ ）
A．光线在边的折射角为30°
B．该透明玻璃的折射率为2
C．该光线在透明玻璃材料中发生全反射的临界角为45°
D．光线在工件中的传播时间为
10．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
11．如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角θ=60°时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c，则（ ）
A．玻璃砖的折射率为1.5 B．光在玻璃砖内的传播速度为
C．OP之间的距离为 D．光从玻璃到空气的临界角为30°
12．如图所示，让光线沿半圆形玻璃砖的半径射到平直边上，在这个界面发生了反射和折射。逐渐增大入射角，下列描述中正确的是( )
A．折射角逐渐减小
B．折射角和入射角的比值不变
C．折射光线逐渐减弱，直至完全消失
D．反射光线和折射光线都逐渐减弱
三、解答题（共4题，每题10分，共40分）
13．如图，直角三角形ABD为一透明砖的横截面，∠A=30°，∠D=90°，BD=2a，P为BD的中点，一光线自P点垂直BD边入射，在AB边恰好发生全反射，真空中的光速为c，每条边只考虑一次反射或折射。
（ⅰ）求透明砖的折射率并判断光是否能从AD边射出；
（ⅱ）求光从P点传播到AD边的时间。
14．如图所示，有一玻璃砖，，，一束单色光从面上的点射入，从面的点射出，且出射光线与面夹角为，，且。求：
（1）玻璃砖折射率；
（2）改变单色光射入方向，使其在面恰好发生全反射，则判断反射光到达面是否发生全反射？说明理由。
15．如图所示，平静湖面岸边的垂钓者的眼睛恰好位于岸边P点正上方h1=1.8m的高度处，浮标Q离P点的距离s1=2.4m，鱼饵灯M在浮标正前方s2=3.6m处的水下h2=4.8m深度处，垂钓者发现鱼饵灯刚好被浮标挡住。求：
（1）作出M点至垂钓者眼睛的光路图
（2）求出水的折射率；
（3）若鱼饵灯缓慢竖直上浮，当它离水面多深时，鱼饵灯发出的光恰好无法从水面PQ间射出。（结果可以用根号表示）
16．某透明物体的横截面如图所示，其中ABC为等腰直角三角形，AB为直角边，长度为L， ADC为一圆弧，其圆心在AC边的中点。此透明物体的折射率为n＝2.0。若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入该透明物体，求：
（1）光线从ADC圆弧射出的区域弧长s。
（2）光线从ADC圆弧射出，在透明物体中的最长时间t。
参考答案
1．B
2．C
3．A
4．D
5．D
6．B
7．C
8．ABC
9．ACD
10．AC
11．BC
12．BC
13．（1），能；（2）
14．（1）；（2） 不会发生全发射，略
15．（1）略；（2）；（3）
16．（1）；（2）