第3节 光的全反射 同步练习（Word版含答案）

2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第一册第四章第3节光的全反射
班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________
一、单选题
1、 如图所示，半圆形玻璃砖按图中实线位置放置，直径与BD重合。一束白光沿着半圆柱形玻璃砖的半径从圆弧面垂直BD射到圆心O点上。使玻璃砖绕O点逆时针缓慢地转过角度θ（0°<θ<90°），观察到折射光斑和反射光斑在弧形屏上移动。在玻璃砖转动过程中，以下说法正确的是（ ）
A．在弧形屏上可以观察到反射光的色散现象
B．红光在玻璃砖中传播速度最小
C．折射光斑在弧形屏上沿顺时针方向移动
D．玻璃砖旋转过程中弧形屏上最先消失的一定是红光
2、 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
3、 在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示。有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为（ ）
A．0.5r B．r C．1.5r D．2.0r
4、 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
5、 等腰直角三角形ABC为某三棱镜的横截面，∠B=90°。一束红、蓝混合的复色光从AB边射入，从BC边射出，分成红、蓝两束，如图所示。保持在AB边的入射点不变，逐渐减小入射角i，当i=i1时，照射到BC边M点的蓝光从BC边右侧消失；当i=i2时，照射到BC边N点的红光也从BC边右侧消失（M、N点在图中均未画出）。下列说法正确的是（ ）
A．棱镜对蓝光的折射率等于sin2i1+1
B．棱镜对红光和蓝光的折射率之比等于
C．M和N到C的距离相等
D．M到C的距离小于N到C的距离
6、 如图所示， 是一直角三棱镜的横截面， ， 。一细光束从AB边上的D点以与AB边成45°角射入三棱镜，AD长度为a，AC长度为2 ，三棱镜的折射率为，光在真空中的传播速度为c，不考虑多次反射。下列说法正确的是（ ）
A．光在三棱镜中发生全反射的临界角为30°
B．光在AC面上一定发生全反射
C．光在BC面上一定发生全反射
D．光束在三棱镜中传播的时间为
7、 直角棱镜的折射率，其横截面如图所示，图中。横截面内一束与边平行的光线，从棱镜边上的D点射入，经折射后射到边上，则（ ）
A．光线不能从边射出
B．折射率的光线能从边射出
C．不考虑多次反射，从边射出的光线与最初的入射光线夹角的正弦值为
D．不考虑多次反射，从边射出的光线与最初的入射光线夹角的正弦值为
8、 如图是同一单色光从介质a斜射向空气时的光路图，下列说法正确的是（ ）
A．介质a的折射率为
B．增大入射角，光在界面不可能发生全反射
C．光在空气中的频率大于在介质a中的频率
D．光在空气中的传播速度大于在介质a中的传播速度
9、 发光二极管的原理图如图所示，管芯的薄圆形发光面AB紧贴半球形透明介质，介质的折射率为n。半球球心O点与发光面的圆心重合，半球和发光面的半径分别为R和r。则（ ）
A．光穿出透明介质时，传播方向一定变化
B．光穿出透明介质时，频率一定变化
C．发光面的半径时，光可从半球形表面任意位置射出
D．发光面的半径r无论多大，光只能从半球形表面某区域射出
10、如图所示，折射率、半径为R的透明球体固定在水平地面上，O为球心，其底部A点有一点光源，过透明球体的顶点B有一足够大的水平光屏，不考虑光在透明球体中的反射影响，则光屏上光照面积大小为（ ）
A．3πR2 B．πR2 C．πR2 D．πR2
二、多选题
11、圆形平底薄壁玻璃碗中盛有水。玻璃碗的俯视图如图甲所示，其前视图如图乙所示，图中AC与BD为圆弧，半径为R，对应的圆心角，CD为直线。现用一支激光笔发出一束红色激光垂直水面照射，入射点可沿着直径AB移动。已知水和玻璃的折射率同为，若激光进入水中后，只考虑首次反射和折射，已知光在真空中的传播速度为c，则以下说法中正确的是（ ）
A．激光在水中的速度为
B．激光不可能从圆弧面射出水
C．若激光从O点射入，从CD边射出，所需时间为
D．激光能从圆弧面射出的圆弧长度为圆弧总长度的四分之一
12、如图所示，有一透明圆柱体，横截面半径为，长为。在圆柱体的中心轴线上，与圆柱体左端面距离的A点处有一点光源，点光源向各个方向发射红光，其中射向圆柱体且从左端面中央半径为圆上射入的光线恰好不会从柱体侧面射出。则：（ ）
A．红光在圆柱体中的折射率为
B．红光在圆柱体中的折射率为
C．若改用紫光照射，则从题中所述圆内射入圆柱体的光线能全部从圆柱体右端面射出
D．若改用紫光照射，则从题中所述圆内射入圆柱体的光线有一部分会从圆柱体侧面射出
13、如图所示，直角三棱镜ABC的一个侧面BC紧贴在平面镜上，∠BAC=β，从点光源S发出的一细光束SO射到棱镜的另一侧面AC上，适当调整入射光SO的方向，当SO与AC成α角时，其折射光与平面镜发生一次反射，从AC面射出后恰好与SO重合，则（ ）
A．此棱镜的折射率为
B．此棱镜的折射率为
C．增大α角，光线有可能因在AC面上发生全反射无法射入棱镜
D．增大α角，无论α角多大，光线都能射入棱镜
14、如图所示，一束单色光从A点射入玻璃球内，已知入射角为。现发现有光线恰好能经过A点从玻璃球内折射回空气，且此光线在球内经过两次反射。已知玻璃球的半径为，光在真空中传播速度为。下列选项正确的是（ ）
A．玻璃球对该单色光的折射率为
B．从玻璃球射出的光线相对从A点入射光线的偏向角一定为30°
C．经过A点从玻璃球内折射回空气的光在玻璃球内的传播时间为
D．一定有部分单色光在玻璃球内的传播时间超过
15、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 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
B．之间的距离为
C．光在玻璃砖内的传播速度为
D．光从玻璃到空气的临界角为30°
三、解答题
16、如图所示，某透明物质制成的直角三棱镜ABO的截面图，其中AO边长为9cm，BO边长为12cm，E为BO中点。当某一单色光由P点垂直于AB所在的面射入棱镜时，光恰好不能从AO所在的面射出。已知光在真空中的传播速度。求：
（1）该单色光在此透明物质中的传播速度；
（2）若光从OB的中点射出，光从AB面射入到从BO面第一次射出所用的时间。
17、某半径为r的类地行星表面有一单色点光源P，其发出的各方向的光经过厚度为（）r，折射率n=2的均匀行星大气层射向太空。取包含P和行星中心O的某一截面如图所示，设此截面内，一卫星探测器在半径为2r的轨道上绕行星做匀速圆周运动。忽略行星表面对光的反射和大气之外的稀薄空气（视为真空），光在真空中传播速度c。求：
（1）在大气层外表面上能射出光线的区域在截面上形成的弧长；
（2）光从P点发出传播到探测器所在轨道所用的时间范围。
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第一册第四章第3节光的全反射（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C C D D B B C D C C
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 AD BC AD AB AC
三、解答题
16、（1） ；（2）
17、（1）；（2）
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