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．医学上，光导纤维可以制成内窥镜，用来检查人体胃、肠、气管等器官的内部．内窥镜有两组光导纤维，一组用来把光输送到人体内部，另一组用来进行观察．光在光导纤维中的传输利用了（ ）
A．光的折射 B．光的衍射 C．光的干涉 D．光的全反射
2．两束不同频率的单色光a、b从空气射入水中，发生了如图所示的折射现象（α>β）。下列结论中正确的是（　　）
A．光束b的频率比光束a低
B．在水中的传播速度，光束a比光束b小
C．水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小
D．若光束从水中射向空气，则光束b的临界角比光束a的临界角大
3．某透明介质的横截面为半圆，一束平行单色光线垂直于半圆的直径射入透明介质，如图所示，在半圆弧上恰好有一半的弧长有光透出。则透明介质的折射率为（　　）
A．3 B．2 C． D．
4．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，一平行细光束从边上的D点射入该玻璃棱镜，，以下判断正确的是（　　）
A．有光从边射出 B．有光从边水平射出
C．有光从边射出 D．有光从边射出
5．一种“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
6．如图所示，光源S从水面下向空气斜射一束复色光，在A点分成a、b两束，则下列说法正确的是（　　）
A．在水中a光折射率大于b光
B．在水中a光的速度大于b光
C．若a、b光由水中射向空气发生全反射时，a光的临界角较小
D．分别用a、b光在同一装置上做双缝干涉实验，a光产生的干涉条纹间距小于b光
7．如图所示，有截面为半圆的光学介质，介质上方平行于底面且与底面距离为处放置了一块平面镜．一束光从A点垂直于底面入射进入介质后在圆弧上B点发生反射和折射．已知直线与过B点半径夹角为．若把反射光到达圆弧上的点标记为C点（图中未画出），则折射光经平面镜一次反射之后恰好也能到达C点．以下说法正确的是（提示：）（　　）
A．该介质的折射率为
B．介质内经B点反射的光到达C点时能发生全反射
C．在B点的反射光光速是折射光光速的倍
D．反射光从B点到C点经历的时间是折射光从B点经平面镜反射到C点的倍
8．道威棱镜是一种像旋转器。光线经过此棱镜后，像被颠倒180°。如图所示，棱镜的橫截面ABCD是底角为45°的等腰梯形，与CD平行的三条光线从AD面射入棱镜，经CD面反射后，反射光直接射到BC面上。已知棱镜的折射率为n=，则（　　）
A．光在玻璃中的波长比空气中的波长长
B．只有光线3在CD面上发生全反射
C．三条光线在CD面上都发生全反射
D．从BC面射出的光线跟入射光线平行，且距离C点最近的为光线3
9．图示为一横截面为等腰直角三角形的三棱镜，光线O从它的一直角面垂直射入，临界角为40 ，关于图中画出的a、b、c三条光线，下列说法正确的是（ ）
A．a 是光线O的出射光
B．b是光线O的出射光
C．c是光线O的出射光
D．a、b、c都不是光线O的出射光
10．某玻璃砖的横截面是底角为45的等腰梯形，如图，一束由红绿两色组成的复色光从AB边中点P平行于BC边射入后，两种色光在BC边均发生全反射后再从CD边E和F两点射出玻璃砖。忽略光在玻璃砖内的多次反射，则下列说法不正确的是（　　）
A．在F点射出玻璃砖的一定是红光
B．在CD边射出玻璃砖的红绿两束光线一定是平行的
C．绿光在CD边出射的方向与BC平行
D．增大AB边入射光线的入射角，最先从BC边射出的是红光
11．“道威棱镜”是一种用于光学图像翻转的仪器。如图，将一等腰直角棱镜截去棱角，使其平行于底面，可制成“道威棱镜”，其横截面ABCD为底角45°的等腰梯形，O为AB中点，P为OA中点，光线1和光线2两条与BC平行的光线，分别从P和O点入射棱镜，均在BC面上发生一次全反射后从CD面射出，其中光线2的出射点为CD中点Q（未画出），已知棱镜对两光线的折射率，，光在真空中的传播速度为c，，则（　　）
A．光线1在棱镜中的传播速度为
B．光线2在棱镜中的传播时间为
C．光线1在棱镜中经过的路程长为
D．光线1从CD边射出点到BC边的距离为
12．如图所示，一束白光以入射角射向三棱镜，在光屏上形成彩色光带，则（　　）
A．处光的波长小于处光的波长
B．在棱镜中，处光的传播速度小于处光的传播速度
C．增大，处的光可能在面上发生全反射
D．减小，处的光可能在面上发生全反射
13．如图所示为长方形玻璃砖一横截面ABQD，BQ边长为L，一束单色光从AB边上的P点进入玻璃砖，在AD边上的某点恰好发生全反射后从Q点射出。已知玻璃砖对这种单色光的折射率为n，光在真空中的传播速度为c，则单色光在玻璃砖中通过的时间为（　　）
A． B． C． D．
14．如图所示，半球形玻璃的折射率为n，半径为R，平行单色光从下方射入，若要使第一次射到球面上的光不从球面上出射，可在半球形玻璃的圆形底面上放一个挡光屏，则该挡光屏的最小面积为（　　）
A． B． C． D．
15．如图所示，置于空气中的厚玻璃板，AB、CD分别是玻璃板的上、下表面,且AB∥CD.光线经AB表面射向玻璃砖，折射光线射到CD表面时，下列说法正确的是( )
A．不可能发生全反射
B．有可能发生全反射
C．只要入射角i足够大就能发生全反射
D．不知玻璃折射率，无法判断
二、填空题（共4题）
16．当光线从________射入________时（以上两空均选填“光密介质”或“光疏介质”），如果入射角___________（选填“”或“”）临界角，就会发生全反射现象。
17．某介质对红光的折射率为n1，红光在该介质中的速度为v1,波长为λ1，发生全反射的临界角为C1，该介质对紫光的折射率为n2，，紫光在该介质中的速度为v2, 波长为λ2发生全反射的临界角为C2，则n1____n2；λ1____λ2；v1___v2；C1_____C2．（填<,>或=）。
18．如图是高速公路上的反光柱，它的反光材料主要由里面充有空气的小玻璃球组成。当光射向玻璃球时，光可在玻璃球的______(填“内表面”或“外表面”)发生全反射，因为当光线从______(选填“光疏介质”或“光密介质”)射到两种介质的界面上时，如果入射角大于临界角，就会发生全反射。
19．在“测定玻璃的折射率”实验中：
（1）为了取得较好的实验效果，下列操作正确的是__________。
A．选择的入射角应尽量小些
B．大头针应垂直地插在纸面上
C．大头针和及和之间的距离尽量小些
（2）小红同学在测量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，她以点为圆心，OA为半径画圆，交延长线于点，过点和点作垂直法线的直线分别交于点和点，如图甲所示，她测得，，则可求出玻璃的折射率__________。
（3）小明在画界面时，不小心将两界面、间距画得比玻璃砖的宽度稍大些，如图乙所示，则他测得的折射率_____________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（4）小明又设想用下面的方法测量液体的折射率：取一个半径为的圆形软木塞，在它的圆心处垂直插上一枚大头针，让软木塞浮在液面上，如图丙所示。调整大头针插入软木塞的深度，使它露在外面的长度为，这时从液面上方的各个方向向液体中看，恰好看不到大头针。利用测得的数据可求出液体的折射率__________。
三、综合题（共4题）
20．如图所示是一玻璃球体,其半径为R,O为球心,AB为直径,M点是玻璃球的最高点,来自B点的光线BD在D点射出,出射光线平行于AB,已知∠ABD=30，光在真空中的传播速度为c.求：
(1)此玻璃的折射率和光从B到D所用的时间；
(2)若增大∠ABD，光线能否在DM段发生全反射现象
21．如图所示为某透明介质棱镜的截面图，其中，o点为ac边上的一点，，d点为bc的中点，一激光束由O点沿平行于ab的方向进入棱镜，由d点射出.求：
①该透明介质的折射率；
②改变入射角i的大小，如果激光束射到bc边但不能从bc边射出，求入射角i的正弦值的取值范围.（结果可用根号表示）
22．一赛艇停在平静的水面上，赛艇前端有一标记P离水面的高度为h1=0.6m，尾部下端Q略高于水面；赛艇正前方离赛艇前端s1=0.8m处有一浮标，示意如图。一潜水员在浮标前方s2=3.0m处下潜到深度为h2=4.0m时，看到标记刚好被浮标挡住，此处看不到船尾端Q；继续下潜△h=4.0m，恰好能看见Q。求
（i）水的折射率n；
（ii）赛艇的长度l。（可用根式表示）
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．D
2．C
3．D
4．D
5．C
6．B
7．D
8．C
9．B
10．D
11．C
12．D
13．A
14．B
15．A
16．光密介质 光疏介质
17．< > > >
18．内表面 光密介质
19．B 1.5 偏小
20．（1），（2）可能在DM段发生全反射现象
21．①；②
22．（i）；（ii）
23．