4.3光的全反射基础巩固-2021-2022学年高二上学期物理鲁科版（2019）选择性必修第一册(word含答案)

4.3光的全反射基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第一册
一、选择题（共15题）
1．如图所示为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，AB丄BC，光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出，若两次反射都为全反射，则该五棱镜的折射率（　　）
A．最小值为
B．最大值为
C．最小值为
D．最大值为
2．在水面下同一深处有两个点光源P、Q，能发出不同颜色的光．当它们发光时，在水面上看到P光照亮的水面区域大于Q光，以下说法正确的是 ( )
A．P光的频率大于Q光
B．P光在水中传播的波长大于Q光在水中传播的波长
C．P光在水中的传播速度小于Q光
D．光从水中射向空气，增大入射角时P光比Q光先发生全反射
3．如图所示是截面为直角三角形ABC的玻璃砖，其中∠A=，一束光线从 AB 面的中点 M 平行于底边 AC 射入玻璃砖，已知AC=2a，光在玻璃中的折射率n=，真空中光速为c，则光在该玻璃砖中的传播时间为（　　）
A． B． C． D．
4．用临界角为42°的玻璃制成的三棱镜ABC，∠B=15°，∠C=90°，一束光线垂直AC面射入，如图它在棱镜内发生全反射的次数为 ( )
A．2次 B．3次
C．4次 D．5次
5．如图所示，一束复色可见光入射到三棱镜后，出射时分成了两束光a和b，则下列说法中正确的是( )
A．两束光通过同一装置进行双缝干涉实验时，b光的相邻亮条纹中心间距比a光大
B．两束光入射到同一金属板上，如果b光能发生光电效应，那么a光也一定能发生
C．按照玻尔理论，两束光如果都是由高能级跃迁回n=2能级产生的，那么b光可能是n=3能级向下跃迁产生的
D．两束光从水中折射到空气中发生全反射时，a光的临界角比b光大
6．如图所示，两单色光a、b由空气斜射向平行玻璃砖，折射后合成一束复色光。下列说法正确的是（　　）
A．a、b两光在玻璃砖中的折射率
B．a、b两光在玻璃砖中的传播时间
C．a、b两光从该玻璃砖射向空气时的临界角
D．增大入射角，a、b可能不会从另一侧射出
7．关于光的全反射现象，下列说法错误的是（　　）
A．只有光从光疏介质射入光密介质时，可能发生全反射
B．全反射临界角和介质的折射率有关
C．全反射反射率比平面镜反射率高
D．“光纤通信”就是利用了全反射的原理
8．一种“光开关”的“核心区”如图虚框区域所示，其中1、2是两个完全相同的截面为等腰直角三角形的棱镜，直角边与虚框平行，两斜面平行，略拉开一小段距离，在两棱镜之间可充入不同介质以实现开关功能。单色光a从1的左侧垂直于棱镜表面射入，若能通过2，则为“开”，否则为“关”，已知棱镜对a的折射率为1.5，下列说法正确的是（　　）
A．单色光a在棱镜中的波长是在真空中波长的1.5倍
B．若不充入介质，则不能实现“开”功能
C．若充入的介质相对棱镜是光疏介质，有可能实现“开”功能
D．若充入的介质相对棱镜是光密介质，有可能实现“关”功能
9．如图所示，光液面传感器有一个像试管模样的玻璃管，中央插一块两面反光的玻璃板，入射光线在玻璃管内壁与反射光板之间来回发生反射，进入到玻璃管底部，然后在另一侧反射而出（与光纤原理相同）．当透明液体的折射率大于管壁玻璃的折射率时，就可以通过光液面传感器监测出射光的强弱来判定玻璃管是否被液体包住了，从而了解液面的高度．以下说法正确的是（ ）
A．玻璃管被液体包住之后，出射光强度增强
B．玻璃管被液体包住之后，出射光消失
C．玻璃管被液体包住之后，出射光强度减弱
D．玻璃管被液体包住之后，出射光强度不变
10．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红光小球，则（　　）
A．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球
B．小球所发出的红光可以从水面任何位置出射
C．小球所发出的红光从水中进入空气后传播速度变小
D．若小球发出的是蓝光，则水面上有光射出的区域减小
11．如图所示，两束单色光a和b从水中射向水面的O点，它们进入空气后的光合成一束光c。根据这一现象可知（　　）
A．在水中时a光和b光的传播速度相同
B．a光的波长比b光短
C．从水中射向空气时，a光全反射的临界角比b光小
D．两束光在从水进入空气时频率均保持不变
12．在圆心为O、半径为R的光学介质圆环内有一点光源P，可以向纸面内各方向发光，已知，介质折射率，则从圆周上有光线射出的范围是（，）（　　）
A． B． C． D．
13．折射率的透明材料做成的柱形光学元件，其横截面为图中的阴影部分ABC。AC是半径为R的四分之一圆弧，O为圆心，ABCO构成正方形。在O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，有一部分不能从AB、BC面直接射出，则这部分光照射的圆弧的弧长（　　）
A．πR B．πR C．πR D．πR
14．某同学想用以下方法测液体的折射率，取一个半径的薄软木塞，在它的圆心处插上一枚大头针，让软木塞浮在液面上，调整大头针插入软木塞的深度，使它露在外面的长度，这时从液面上方的各个方向向液体看，恰好看不到大头针，则下列说法正确的是（　　）
A．液体的折射率
B．光在液体中传播的速度是
C．液体发生全反射的临界角C满足
D．恰好看不到大头针的原因是发生了光的折射现象
15．如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃，分两束分别射到圆柱面的B、C两点。下列说法正确的是（　　）
A．从B、C两点射出的光分别是红光、紫光
B．入射光线AO向右平移，红光会先发生全反射
C．光从O传到B与光从O传到C的时间相等
D．若两束光均能使某金属发生光电效应，则C光照射时逸出的光电子动能一定小
二、填空题（共4题）
16．(1)如图所示，质量为m的物块放在水平木板上，木板与竖直弹簧相连，弹簧另一端固定在水平面上，今使m随M一起做简谐运动，且始终不分离，则物块m做简谐运动的回复力是由____________提供的，当振动速度达最大时，m对M的压力为____________．
(2)如图所示，一半圆形玻璃砖外面插上P1、P2、P3、P4四枚大头针时，P3、P4恰可挡住P1、P2所成的像，则该玻璃砖的折射率n＝________．有一同学把大头针插在P1′和P2′位置时，在P3、P4一侧怎么也看不到大头针的像，其原因是_____________．
17．在北方寒冷的冬天，有时会出现“多个太阳”的“幻日”奇观，这时由于空气中的水蒸气在集冷的大气里凝结成了小冰晶，太阳通过冰晶折射的缘故．如图所示为太阳光照射到六角冰晶上折射的光路图，a、b是太阳光中的两种单色光，由此可以判断，冰晶对单色光a的折射率_________(填“大于”或“小于”)冰晶对单色光b的折射率，单色光a在冰晶中的传播速度比单色光b在冰晶中的传播速度_________(填“大”或“小”)．如果让太阳光从水中射向空气，逐渐增大入射角，则a、b两种单色光中，单色光_________(填“a”或“b”)更容易发生全反射．
18．如图所示，有一截面为半圆的玻璃柱体水平放置，右侧有一竖直屏幕，半圆的半径为10cm。由红光和紫光两种单色光组成的复色光沿半径方向射向圆心，已知玻璃对这两种色光的折射率分别为、，逐渐增大入射光与竖直方向的夹角θ，投射到屏幕上的折射光首先消失的是___________色光，此时入射角等于___________，屏幕上剩下的两个光斑之间的距离为___________。
19．如图所示，一个学生用广口瓶和直尺测定水的折射率，填写下述实验步骤中的空白：
（1）用刻度尺测出广口瓶瓶口内径d。
（2）在瓶内装满水。
（3）将直尺沿瓶口边缘竖直插入水中。
（4）沿广口瓶边缘D点向水中直尺正面看去，若恰能看到直尺上0刻度，(即图中S1点)，同时看到水面上S2点刻度的像S2′恰与S1点的像相重合。
（5）若水面恰与直尺的S0点相平，读出S1S0的长度L1和S2S0的长度L2。
（6）由题中所给条件，可以计算水的折射率n=______，沿广口瓶边缘D点向水中直尺正面看去，可看到水下直尺的最高点距S0的距离为______。（用题目中所给符号表示）
三、综合题（共4题）
20．如图所示，一块横截面为直角三角形 ABC 的玻璃砖，∠B=90，∠C=30。一束单色光从 AB 边的中点 M 垂直入射玻璃砖，在 AC 边恰好发生全反射，最后从 BC 边上的 N 点（图中未标出）射出，已知 AB 边的长度为 L，求：
（1）玻璃砖对该单色光的折射率；
（2）NC 的长度。
21．某种材料的三棱镜截面如图所示，∠A=90°，∠B=60°。一束垂直BC边的直线光束从AB边的中点入射，某一折射光线经过三棱镜BC边反射后，从AC边垂直射出，已知真空中的光速为c，AB边长度为2a。求：
（1）三棱镜的折射率；
（2）某一光线从AC边射出时，在棱镜中传播的时间。
22．如图，单色平行光束以入射到半径为R的半圆形玻璃砖与空气的界面，发现玻璃砖圆弧面上有光线射出部分圆弧所对应的圆心角为90°，不考虑圆弧面上的反射光线，求：
（1）求玻璃砖对该单色光的折射率n；
（2）若从界面A点（图中未标出）入射的光线在玻璃砖中运动的时间最长，求间的距离d。
23．如图是一个用折射率的透明介质做成的四棱柱的横截面图，其中，，现有一束光从图示的位置垂直入射到棱镜的面上，画出光路图，确定射出光线。注意：每个面的反射光线和折射光线都不能忽略。
参考答案
1．C
2．B
3．D
4．B
5．D
6．C
7．A
8．C
9．C
10．D
11．D
12．B
13．A
14．B
15．C
16．m的重力和M对m的弹力的合力 mg 光线发生全反射
17．小于 大 b
18．紫 45°
19．
20．（1）；（2）
21．（1）；（2）
22．（1）；（2）
23．