4.2全反射基础过关练（word版含答案）

4.2　全反射 基础过关练
一、单选题
1．直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图所示，a、b光相比（　　）
A．玻璃对b光的折射率较小
B．玻璃对a光的临界角较小
C．b光在玻璃中的传播速度较小
D．b光在玻璃中的传播时间较短
2．如图所示，自然光OA从真空射入介质，OB为反射光线，OC为折射光线，其中，PQ为介质交界面，===30°，下列说法正确的是（　　）
A．为入射角 B．OB是偏振光
C．介质折射率为 D．减小角会出现全反射
3．下列说法正确的是（　　）
A．有机械振动就一定有机械波
B．光导纤维传递信号利用的是光的直线传播原理
C．肥皂泡表面上的彩色条纹是由光的偏振引起的
D．衍射与干涉均是一切波特有的现象
4．夜晚高速公路路标在灯光的照射下特别亮，主要是因为使用了由大量均匀透明介质球组成的反光材料。如图所示，介质球的球心位于O点，半径为R。平行于直径AOB的单色光从空气射入介质球，其中一条光线沿DC射入球体，在球内表面经一次反射后，再次折射回空气中出射光线恰好仍与DC平行，已知DC与AB的距离为R，下列说法正确的是（　　）
A．介质球的折射率为
B．换不同的单色光线，沿DC入射，在球内表面经一次反射后，再次折射回空气时仍与DC平行
C．在同一过球心的截面内，只有三条光线在球内表面经一次反射后，再次折射回空气时与入射光平行
D．增大单色光的频率，单色光射入球体后，在球内表面可能发生全反射
5．如图所示，一细束由黄、蓝、紫三种色光组成的复色光通过三棱镜折射后分为a、b、c三种单色光，∠A大于c光在棱镜中的临界角而小于b光在棱镜中的临界角，下列说法中正确的是（　　）
A．a种色光为紫光
B．在三棱镜中a光的传播速度最大
C．在相同实验条件下用a、b、c三种色光做双缝干涉实验，c光相邻亮条纹间距一定最大
D．若复色光绕着入射点O顺时针转动至与AB面垂直时，屏上最终只有a光
6．如图所示，同种色光以相同的入射角从空气射入三种折射率不同的平行玻璃砖中，已知平行玻璃砖的大小相同，入射点在玻璃砖上的位置相同，则
A．①玻璃砖对该种色光的折射率最大
B．光线在③玻璃砖中的传播速度最大
C．入射光线都能从三块玻璃砖的下表面射出
D．只要增大入射角，其中一块玻璃砖的下表面肯定会发生全发射
7．下列说法正确的是（ ）
A．单缝衍射实验中，缝越宽，条纹越亮，衍射现象越明显
B．光纤通信，医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理
C．机械波传播过程中，某质点在一个周期内向前移动一个波长的距离
D．地球上的人看来，接近光速运动的飞船中的时钟变快了
8．如图为一圆柱中空玻璃管，管内径为R1，外径为R2，已知R2=2R1，一束光线在圆柱横截面内射向玻璃管，为保证在内壁处光不会进入中空部分，则入射角i的最小值是（　　）
A．30° B．45° C．60° D．75°
二、多选题
9．下面事实与光的干涉有关的是（ ）
A．用光导纤维传输信号
B．水面上的油膜呈现彩色
C．水中的气泡显得格外明亮
D．照相机镜头在阳光下看上去呈淡紫色，是光的干涉现象
10．如图所示，水下光源S向水面A点发射一束光线，折射光线分成a，b两束，则 （ ）
A．在水中a光的速度比b光的速度小
B．a、b两束光相比较，b光的频率小,a光的频率大
C．对于相同的障碍物，a光更容易发生衍射现象
D．若保持入射点A位置不变，将入射光顺时针旋转，则从水面上方观察，b光先消失
11．下列说法正确的是 ．A．在潜水员看来，岸上的所以景物都出现在一个倒立的圆锥里
B．光纤通信利用了全反射的原理
C．泊松通过实验观察到的泊松亮斑支持了光的波动说
D．电子表的液晶显示用到了偏振光的原理
E．变化的磁场一定产生变化的电场
12．蓝光相比红光具有频率高、能最大的特点，则以下叙述正确的是
A．发生全反射时红光的临界角小于蓝光的临界角
B．用同一干涉装置可看到红光的干涉条纹间距比蓝光宽
C．在同一均匀介质中蓝光的传播速度小于红光的传播速度
D．如果蓝光能使某种金属发生光电效应，红光也一定能使该金属发生光电效应
三、解答题
13．一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=0.8m处有一浮标，示意如图．一潜水员在浮标前方=3.0m处下潜到深度为时，看到标记刚好被浮标挡住，此处看不到船尾端Q；继续下潜2.0m，恰好能看见Q。（已知水的折射率n=）求
①深度；
②赛艇的长度。（可用根式表示）
14．如图，置于空气中的一不透明容器内盛满某种透明液体．容器底部靠近器壁处有一竖直放置的6.0 cm长的线光源．靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板，另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜，用来观察线光源．开始时通过望远镜不能看到线光源的任何一部分．将线光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时，通过望远镜刚好可以看到线光源底端，再将线光源沿同一方向移动8.0 cm，刚好可以看到其顶端．求此液体的折射率n．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
A．由图知，光线通过玻璃砖后，a光的偏折角较小，则玻璃对a光的折射率较小，选项A错误；
B．玻璃对a光的折射率较小，由
知玻璃对a光的临界角较大，选项B错误；
C．因为b光的折射率较大，根据
知b光在玻璃中的传播速度较小，选项C正确；
D．b光在玻璃砖通过的路程较长，传播速度较小，由
知b光在玻璃中的传播时间较长，选项D错误。
故选C。
2．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．自然光OA从真空射入介质，OB为反射光线，OC为折射光线，线NN为法线，因入射角为入射光线与法线的夹角，则入射角为
A错误；
B．OB为反射光线，OB是偏振光，B正确；
C．折射角为 ，根据
C错误；
D．光从空气射入介质，无论入射角多大，都不会发生全反射，D错误。
故选B。
3．D
【解析】
【详解】
A．有机械振动，不一定有机械波，还必须有传播振动的介质，故A不符合题意；
B．光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理来传递信号，故B不符合题意；
C．肥皂泡在阳光照耀下呈现彩色条纹是光的干涉现象，故C不符合题意；
D．干涉与衍射是一切波特有的现象，故D符合题意。
故选D。
4．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．光路图如下图
由几何关系可得
解得
i=60°
由图可知
i=2r
则
r=30°
所以介质球的折射率为
故A错误。
B．若增大入射光的频率，折射率增大，由折射定律知，折射角r减小，折射光线将射到B点下方，反射光线将射到E点左侧，再次折射到空气中时折射角r′=i，由几何知识可知，出射光线与入射光线不再平行，故B错误；
C．在同一过球心的截面内，只有沿直径和直径两侧对称的两条，共三条光线在球内表面经一次反射后，再次折射回空气时与入射光平行，故C正确；
D．增大单色光的频率，若该光沿EF平行于CD射入时，根据几何知识得知，第一次的折射角等于第二次的入射角，根据光路的可逆性原理，不可能在介质球内表面发生全反射，故D错误。
故选C。
5．B
【解析】
【详解】
A．因为紫光的折射率最大，故c为紫光，选项A错误；
B．因为a光为黄光，折射率最小，根据可知，在三棱镜中a光的传播速度最大，选项B正确；
C．c光的频率最大，故波长最小，根据可知，在相同实验条件下用a、b、c三种色光做双缝干涉实验，c光相邻亮条纹间距一定最小，选项C错误；
D．若复色光绕着入射点O顺时针转动至与AB面垂直时，三种光在AC面上的入射角变大，因为∠A大于c光在棱镜中的临界角而小于b光在棱镜中的临界角，故ab两种光先后在AC面发生全反射，而c光不能发生全反射，故从AC面射出的只有c光，故屏上最终只有c光，选项D错误；
故选B。
6．C
【解析】
【详解】
AB．因为③光的偏折程度大，则③光的折射率较大，根据，可得，在玻璃砖中③光的传播速度最小。故AB错误。
CD．光线通过玻璃砖发生了两次折射，第二次的入射角等于第一次的折射角，根据光路可逆性原理可知，光不可能在下表面发生全反射，一定能从下表面射出玻璃砖，故C正确D错误；
故选C。
7．B
【解析】
【详解】
A．单缝衍射中，缝越宽，条纹越亮，衍射现象越不明显，故A错误；
B．光纤通信，医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理，故B正确；
C．波在一个周期内向前传播的距离等于波长，并质点不会随波迁移，故C错误；
D．根据狭义相对论的钟慢效应可知，在地面上的观测者看来，接近光速飞行的飞船中时钟会变慢，故D错误；
故选B。
8．A
【解析】
【详解】
光路图如图，设第一次折射角为r，全反射临界角为C，折射率为n。由折射定律有 ，得： ，又
对图中△ABO，由正弦定理得：，则得： 可解得i=30°，所以为保证在内壁处光不会进入中空部分，入射角i应满足i≥30°，故选A。
点睛：本题考查了光的折射、全反射的知识，解题时要正确画出光路图，找到恰好发生全反射的临界光线；能正确充分利用数学知识是解决此类问题的关键。
9．BD
【解析】
【详解】
A. 光导纤维是利用光的全反射的原理传播光信号，与光的干涉无关；选项A不合题意.
B. 光照射在水面上的油膜上光在油膜的上下两个表面分别发生反射，两列反射光在油膜的上表面发生薄膜干涉形成彩色干涉条纹，故与光的干涉有关；选项B符合题意.
C. 光从水或玻璃射到气泡中时，由于一部分射到气泡界面上的光发生了全反射，所以气泡看起来特别明亮；选项C不合题意.
D. 照相机的镜头呈现淡紫色是光的干涉现象，因为可见光有“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫”七种颜色，而膜的厚度是唯一的，所以只能照顾到一种颜色的光让它完全进入镜头，一般情况下都是让绿光全部进入的，这种情况下你在可见光中看到的镜头反光其颜色就是蓝紫色，因为这反射光中已经没有了绿光，这是光的干涉现象；选项D符合题意．
10．CD
【解析】
【详解】
由可知，；由于光的频率越高，n越大，故 ，故B错误；根据v=c/n可知在水中a光的速度比b光的速度大，故A错误；由 ，可知 ，对于相同的障碍物，a光更容易发生衍射现象，故C正确；由于 ，可知临界角关系为．当入射光顺时针旋转时，b光先发生全反射，即b光先消失，故D正确．
故选CD。
11．ABCD
【解析】
【详解】
试题分析：光从空气折射进入人眼，人眼认为光是直线传播的，所以岸上所有景物都出现在一个倒立的圆锥里．故A正确．光纤通信利用了全反射的原理，故B正确．泊松亮斑支持了光的波动说．故C正确．液晶显示用到了偏振光，故D正确．均匀变化的磁场产生稳定的电场，非均匀变化的磁场才能再产生变化电场，故E错误；故选ABCD．
考点：光的折射和全反射；光的波动性；光的偏振；电磁理论
12．BC
【解析】
【详解】
A、红光的折射率比蓝光的折射率小，由可知红光的临界角比蓝光的大；故A错误；
B、根据，当用同一装置做双缝干涉实验时，双缝干涉条纹间距与光的波长成正比，红光的波长比蓝光长，所以红光的双缝干涉条纹间距大于蓝光双缝干涉条纹间距，故B正确；
C、红光的折射率比蓝光的折射率小，根据知，红光在介质中传播速度大于蓝光的传播速度，故C正确；
D、红光的折射率小，则红光的频率小，蓝光能使某金属发生光电效应，红光不一定能使该金属发生光电效应，故D错误．
13．①4m；②。
【解析】
【详解】
① 设过P点光线，恰好被浮子挡住时，入射角、折射角分别为：α、β，如图所示
由几何关系有
，
根据光的折射定律可知
联立解得
h2=4m
② 潜水员和Q点连线与水平方向夹角刚好为临界角C，则有
根据几何关系有
联立解得
14．
【解析】
【详解】
试题分析：当线光源上某一点发出的光线射到未被遮光板遮住的液面上时，射到遮光板边缘O的那条光线的入射角最小．
若线光源底端在A点时，望远镜内刚好可以看到此光源底端，设过O点液面的法线为OO′，则∠AOO1＝α，①其中α为此液体对空气的全反射临界角．由折射定律有sinα＝，②同理，若线光源顶端在B1点时，通过望远镜刚好可以看到此光源顶端，则∠B1OO1＝α．设此时线光源底端位于O点．由图中几何关系可得sinα＝，③联立②③式得n＝，④
由题给条件可知＝8.0 cm，＝6.0 cm，
代入④式得n＝1.25．
考点：光的折射定律．
点评：由光的折射定律得出光刚好发生光的全反射时的，同时运用几何关系共同求出结果．注意当光线是从光密介质进入光疏介质时才有可能发生光的全反射．
答案第1页，共2页
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