2019人教版选择性必修第一册第四章光2全反射拔高练习（word版含答案）

2019人教版选择性必修第一册 第四章 光 2 全反射 拔高练习
一、多选题
1．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
2．如图所示，一束黄光和一束蓝光，从O点以相同角度沿PO方向射入横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别从M、N两点射出，已知α＝45°，β＝60°，光速c＝3×108m/s。则下列说法正确的是( )
A．两束光穿过玻璃柱体所需时间相同
B．OM是黄光，ON是蓝光
C．玻璃对OM光束的折射率为
D．若将OM光束从N点沿着NO方向射入，一定不会发生全反射
3．如图，空气中有两块材质不同、上下表面平行的透明玻璃板平行放置；一细光束从空气中以某一角度θ（0＜θ＜90°）入射到第一块玻璃板的上表面．下列说法正确的是（ ）
A．在第一块玻璃板下表面一定有出射光
B．在第二块玻璃板下表面一定没有出射光
C．第二块玻璃板下表面的出射光方向一定与入射光方向平行
D．第二块玻璃板下表面的出射光一定在入射光延长线的左侧
E.第一块玻璃板下表面的出射光线一定在入射光延长线的右侧
4．麦克斯韦集电磁学研究成果之大成，不仅预言了电磁波的存在，而且揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性。下列关于人们对电磁波的认识，说法正确的是（　　）
A．有一个均匀变化的电场，就可以产生持续的电磁波
B．紫外线的波长比 X 射线更长，它具有灭菌消毒的作用
C．用光导纤维束传输图象和信息，这是利用了光的衍射原理
D．狭义相对论认为，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
5．下列说法正确的是（ ）
A．在均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场，在均匀变化的磁场周围一定产生均匀变化的电场
B．电磁场是周期性变化的电场和磁场交替产生而形成的不可分离的统一体
C．照相时要使物体所照的像增大，可以让照相机向物体移近，同时相机镜头(凸透镜)和暗箱底片的距离稍减少些
D．机械波和电磁波它们都可发生反射、折射、干涉和衍射现象
E.红光与紫光相比，从玻璃到空气的界面上，红光的临界角较紫光大
6．如图所示为半圆柱体玻璃砖的横截面，OD为直径，一束由a光和b光组成的复色光沿AO方向由真空从OD面射入玻璃，之后分成两束分别从B，C两点射出，其中从B点射出的为a光，从C点射出的为b光。则下列说法正确的是（　　）
A．从B点射出玻璃砖的a光的频率较小
B．在玻璃砖中，b光的传播速度一定大于a光的传播速度
C．a光和b光在玻璃砖中的传播时间相等
D．将a光和b光通过相同的双缝干涉装置，b光的干涉条纹间距较小
E.若将a光和b光分别放在水面足够大的池塘底部同一位置，则b光照亮的水面区域大
二、单选题
7．某同学将一枚大头针从一边长为6cm的正方形不透光的轻质薄板正中心垂直于板插入，制作成了一个测定液体折射率的简单装置．他将该装置放在某种液体液面上，调整大头针插入深度，当插入液体中深度为4cm时，恰好无论从液面上方任何方向都看不到液体中的大头针，则该液体的折射率为（ ）
A． B．
C． D．
8．劣质的玻璃中往往含有空气泡,这些空气泡看上去比较亮,对这一现象有以下不同的解释,其中正确的是(　　)
A．空气泡对光线有会聚作用,因而较亮
B．空气泡对光线有发散作用,因而较亮
C．从空气泡到达玻璃的界面处的光一部分发生全反射,因而较亮
D．从玻璃到达空气泡的界面处的光一部分发生全反射,因而较亮
9．关于下列四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是（　 　）
A．甲图是光的干涉图样
B．乙图是光的衍射图样
C．丙图是利用光的折射原理
D．丁图是光导纤维利用光的全反射原理，其内芯折射率小于外套的折射率
10．如图所示，一束复色光照射到水中的球形气泡以后，经折射后分成a、b两束单色光，下列说法正确的是（　　）
A．在真空中，a光的传播速度大于b光的传播速度
B．a光能发生偏振现象，b光不能发生偏振现象
C．a、b两束光分别通过同一双缝干涉装置，b光的条纹间距更大
D．a、b两束光分别通过同一单缝衍射装置，a光的中央亮条纹较宽
11．如图，半径为R的半圆柱玻璃体置于水平桌面上，半圆柱玻璃体的上表面水平，半圆柱玻璃体与桌面相切于A点。一细束单色光经球心O从空气中射入玻璃体内（入射面即纸面），入射角为60°，出射光线射在桌面上B点处。测得AB之间的距离为，则下列说法正确的是（　　）
A．该玻璃体的折射率为
B．该玻璃体折射率为
C．若将入射光束在纸面内向左平移，移到距O点位置时射入玻璃体的光线在玻璃体下表面处恰好发生全反射
D．若用同样频率、宽度为R的光束CO沿与玻璃体上表面成入射，从玻璃体下表面折射出的弧长占圆柱体弧长的
12．如图所示，两束单色光a、b自空气射向玻璃，经折射后形成复合光束c，则下列说法不正确的是（ ）
A．a光在玻璃中的折射率比b光的大
B．在玻璃中，a光的光速大于b光的光速
C．从玻璃射向空气时，a光的临界角大于b光的临界角
D．a光和b光的临界角均大于
13．一束光线从折射率为的玻璃射向空气，入射角为．下列四幅光路图中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
14．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
15．公路交通标志牌是由基板和附着在基板上的反光膜组成，反光膜一般由镀在玻璃微珠上的铝层组成，夜间能将汽车射来的灯光反射回去，使司机看清交通标志．交通标志牌的结构示意图如图，这种交通标志牌的原理是(　　)
A．利用了光的反射
B．利用了光的折射
C．利用了光的色散
D．利用了光的全反射
三、解答题
16．如图所示，是一种折射率n=1.5的棱镜，用于某种光学仪器中，现有一束光线沿MN方向射到棱镜的AB面上，入射角的大小满足0.75，求：
（1）光在棱镜中传播的速率．
（2）画出此束光线射出棱镜后的方向，要求写出简要的分析过程．（不考虑返回到AB和BC面上的光线）．
17．如图所示，一束平行光由真空垂直射向半圆形玻璃砖左侧面，该玻璃对光的折射率为，半圆形玻璃砖的半径为R，光在真空中的速度为c。
①求光在玻璃砖中的传播速度；
②为使射向半圆形玻璃砖左侧面的光不能从右侧的圆弧面射出，可在右侧的圆弧面贴上不透明的遮光纸，试做光路图，并求遮光纸的最小长度。（规范做光路图）
18．如图所示一光线以45°的入射角射到玻璃三棱镜侧面AB上，折射光线与AB面的夹角为600．若三棱镜的令一侧面AC上折射光线恰好消失．求：
①玻璃的折射率n；
②临界角C；
③三棱镜的顶角∠A．
19．图甲为一列沿水平方向传播的简谐横波在t=2s时的波形图，图乙是这列波中质点P的振动图线，则以下说法正确的是______.
A．该波的传播速度为0.5m/s
B．该波的传播方向为沿x轴负方向
C．每经过1s质点P经过的路程为0.4m
D．图甲中质点Q的振动方程为y=0.2sin(πt)(cm)
E.t=2.25s时质点P和质点Q对平衡位置的位移相同
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．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
2．BCD
【详解】
B．玻璃对蓝光的折射率较大，可知OM是黄光，ON是蓝光， B正确；
A．根据v＝可知，蓝光的折射率大，在玻璃中传播速度较小，则蓝光穿过玻璃柱体所需的时间较长，A错误；
C．玻璃对OM光束的折射率为
n＝＝＝
C正确；
D．OM光线的临界角C
sinC＝
解得C＝45°，将OM光束从N点沿着NO方向射入时的入射角等于30°，小于临界角45°，则一定不会发生全反射，D正确。
故选BCD。
3．ACD
【详解】
A、光线从第一块玻璃板中的上表面射入，在第一块玻璃板中上表面的折射角和下表面的入射角相等，根据光的可逆原理可知，光在第一块玻璃板下表面一定有出射光，同理，在第二个玻璃板下表面也一定有出射光，故A正确，B错误．
C、因为光在玻璃板中的上表面的折射角和下表面的入射角相等，根据光的可逆原理知，从下表面出射光的折射角和开始在上表面的入射角相等，即两光线平行，所以第二块玻璃板下表面的出射光方向一定与入射光方向平行，故C正确．
D、根据光线在玻璃板中发生偏折，由于折射角小于入射角，可知第二块玻璃板下表面的出射光一定在入射光延长线的左侧，故D正确，E错误．
故选ACD．
4．BD
【解析】
【详解】
变化的磁场一定产生电场，但如果是均匀变化的电场，只能产生恒定不变的磁场，不能形成电磁波，故A错误。紫外线的波长比X射线长，具有灭菌消毒的作用，故B正确。用光导纤维束传输图象和信息，这是利用了光的全反射原理，故C错误。狭义相对论认为，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，光速与光源、观察者间的相对运动无关，故D正确。
5．BDE
【详解】
A． 均匀变化的磁场一定产生稳定的电场，均匀变化的电场周围一定产生稳定的磁场，故A错误；
B． 电磁场是周期性变化的电场和磁场交替产生而形成的不可分离的统一体，故B正确；
C． 照相机所成的像变大了，像距也要变大，物距变小，故照相机到物体的距离应该减小，镜头到底片的距离增大，故C错误；
D． 机械波和电磁波都是波，它们都可发生反射、折射、干涉和衍射现象，故D正确；
E． 玻璃对红光的折射率较紫光小，根据：可知，从玻璃到空气的界面上，红光的临界角较紫光大。故E正确。
故选BDE。
6．BCE
【详解】
A．由题图可知，玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，所以a光的频率较大，选项A错误；
BC．连接B、D和C、D，设∠ODB=α，∠OD C=β，玻璃砖的半径为R，则有
设玻璃砖对a光的折射率为，对b光的折射率为，则有
因，故，a光在玻璃砖中的传播时间为
b光在玻璃砖中的传播时间为
设复色光从真空射入玻璃砖时的入射角为θ，则有
以上各式联立可解得
所以a光和b光在玻璃砖中的传播时间相等，选项BC正确；
D．，由干涉条纹间距公式
可知
选项D错误；
E．a光和b光在水中传播时有，由
知，光的全反射临界角较大，故b光照亮的范围大，选项E正确；
故选BCD。
7．A
【分析】
以大头针末端为研究对象，只要从大头针末端发出的光线射到薄板边缘界面处能够发生全反射，就从液面上看不到大头针，作出光路图，根据全反射的临界角公式求解液体的折射率．
【详解】
要在液面上各处均看不到大头针，要求光线射到薄板边缘界面处时恰好发生全反射，设临界角为C．
由临界角与折射率的关系得： ①；
由几何关系得： ②；
联立①②式可得：;故选A．
【点睛】
本题的关键要掌握全反射的条件和临界角的公式，要能画出光路图是解决此类问题的关键．同时注意几何知识的应用．
8．D
【解析】
【详解】
水中的空气泡看上去比较亮是全反射的缘故，发生全反射的条件是光从光密媒质射入光疏媒质，故D正确．
9．C
【详解】
AB．由图可知，甲为光的衍射图样，而乙为光的干涉图样，故A B错误；
C．复色光经过三棱镜后会成为单色光，是光的色散现象，利用了光的折射原理，故C正确；
D．光导纤维是利用了光的全反射原理，根据全反射的条件可知，其内芯的折射率大于外套的折射率，故D错误。
故选C。
10．D
【详解】
A．所有光在真空中的传播速度均相同，选项A错误；
B．光是横波，a、b两束光均能发生偏振现象，选项B错误；
C．由光路可知a光的折射率小于b光的折射率，则a光的频率小于b光的频率，a光的波长大于b光的波长，由双缝干涉条纹间距公式可知a、b两束光分别通过同一双缝干涉装置，a光的条纹间距更大，选项C错误；
D．由于a光的波长大于b光的波长，所以通过同一单缝衍射装置，a光的中央亮条纹较宽，选项D正确。
故选D。
11．C
【详解】
AB．作出光路图如图
根据几何关系可知
根据折射定律可知玻璃体的折射率为
AB错误；
C．根据题意作出光路图，假设光在点发生全反射
已知，则
根据全反射定律
所以光在点发生全反射，C正确；
D．若从玻璃体下表面折射出的弧长占圆柱体弧长的，作出光路图如图
假设光在点发生全反射，则对应的圆心角，则对应的圆心角，则，故，入射角与折射角相同，不符合折射定律，所以若用同样频率、宽度为R的光束CO沿与玻璃体上表面成入射，从玻璃体下表面折射出的弧长不可能占圆柱体弧长的，D错误。
故选C。
12．A
【详解】
由图看出，a光的入射角小于b光的入射角，而折射角相同，根据折射定律得知，玻璃对b光的折射率大于a光的折射率．故A错误．由分析可知，在玻璃中，a光的光速大于b光的光速．故B正确．由公式分析可知，折射率越小，临界角越大，则从玻璃射向空气时，a光的临界角大于b光的临界角．故C正确．由题看出，折射角是30°，当入射角增大时，折射角会增大，当入射角接近90°时，折射角将大于30°，根据光路可逆性原理可知，a光和b光的临界角均大于30°．故D正确．本题选不正确的，故选A.
13．A
【解析】光从玻璃进入空气可能发生全反射，根据全反射临界角公式可计算出，临界角小于入射角，所以发生全反射，A正确．
14．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。
15．D
【详解】
汽车灯光应从右面射向交通标志牌，光在交通标志牌内部左表面发生全反射，使交通标志牌后面的汽车司机发现前面，实现指示作用，故D正确，A、B、C错误；
故选D．
【点睛】根据光的反射现象，结合全反射条件：当光从光密介质射入光疏介质且入射角大于临界角时发生全反射，从而即可求解．
16．（1）2×108m/s；（2）。
【详解】
（1）光在棱镜中传播的速率
m/s=2×108m/s
（2）由题光在AB面上入射角的正弦0.75
由折射定律得：
得
即AB面上的折射角
r=30°
由几何关系得，BC面上的入射角
θ=45°
全反射临界角
光在BC面上发生全反射，光路如图所示
17．①；②
【详解】
①折射率为
则光在玻璃砖中的传播速度为
②如图所示
设光射到P点处恰好发生全反射，临界角为C，由临界角公式得
解得
在P与对称的Q之间有光射出，故遮光纸的长度就是PQ之间的弧长为
18．①1.414 ②45° ③75°
【详解】
①根据
解得
②根据
得:
③根据
考点: 光的折射．
19．ABE
【解析】
（1）A、由图象知，波长λ=1.0m，周期T=2s，则波速；故A正确；
B、由题意可知，质点P的振动方向向上，根据上下坡法，知道波的传播方向向左；故B正确
C、质点振动的振幅A=0.2cm，周期T=2s，当计时时刻不同，那么质点在1s内运动的位移也是不同的，故C错误
D、质点振动的振幅A=0.2cm，周期T=2s则，因为初始时刻Q点处于正向最大位移处，则振动方程故D错误；
E、.时即把波沿着传播方向平移 从运动上知质点P和质点Q对平衡位置的位移相同，故E正确；
综上所述本题答案是：ABE
答案第1页，共2页
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