4.2 全反射 同步训练题（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 4.2 全反射 同步训练题（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 849.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-25 22:33:12 | ||
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文档简介
4.2全反射 精选训练题
一、选择题
1．已知介质对某单色光的临界角为C，则不正确的是（ ）
A．该介质对单色光的折射率等于
B．此单色光在该介质中的传播速度等于csinC（c是光在真空中的传播速度）
C．此单色光在该介质中的传播波长是在真空中波长的sinC倍
D．此单色光在该介质中的频率是在真空中的倍
2．光线由某种媒质射向与空气的分界面，当入射角大于450时折射光线消失，由此可断定这种媒质的折射率是（ ）
A． B． C． D．n=2
3．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
4．一束光从某介质进入真空,方向如图所示,则下列判断中正确的是（ ）
A．该介质的折射率是
B．该介质的折射率是
C．该介质相对真空发生全反射的临界角是45°
D．光线从介质射入真空的过程中,无论怎样改变入射方向都不可能发生全反射现象
5．自行车上的红色尾灯不仅是装饰品，也是夜间骑车的安全指示灯，它能把来自后面的光照反射回去，某种自行车尾灯可简化为由许多整齐排列的等腰直角棱镜（折射率n>）组成，棱镜的横截面如图所示，一平行于横截面的光线从O点垂直AB边射入棱镜，先后经过AC和CB边反射后，从AB边的O′点射出，则出射光线是（ ）
A．平行于AC边的光线① B．平行于入射光线的光线②
C．平行于CB边的光线③ D．沿AB边的光线④
6．空气中两条光线a和b从方框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光线如图所示。方框内有两个折射率n=1.5的玻璃全反射棱镜。下列选项中给出了两棱镜四种放置方式的示意图，其中能产生上述效果的是 ( )
A． B． C． D．
7．如图所示，一块上、下表面平行的玻璃砖的厚度为L，玻璃砖的折射率n=，若光从上表面AB射入的入射角i=60°，光在真空中的光速为c，则（ ）
A．折射角r=30°
B．光在玻璃中传播的时间为
C．光在玻璃中传播的时间为
D．改变入射角i，光在下表面CD可能发生全发射
8．“半潜艇”船体主要部分浸入水中，甲板始终浮出水面，潜艇内的乘客处在海平面以下，可以通过玻璃窗观察水中景物（如图1），原理图2，已知该处海水的折射率为，潜艇玻璃表面和水面垂直，且玻璃的厚度可以忽略，则以下说法中不正确的是（ ）
A．游客在潜艇内部看到正前方的鱼比实际位置要远一些
B．潜艇正前方的鱼看到潜艇中的人比实际位置要远一些
C．水面上方射入水中的光线不能照射到潜艇内部
D．潜艇内游客用手电筒朝水中照射时，水面上的人不可能看到手电筒发出的光
9．在完全透明的水下某深处，放一点光源，在水面上可见到一个圆形的透光圆面，若透光圆面的半径匀速增大，则光源正（ ）
A．加速上长 B．加速下降 C．匀速上升 D．匀速下降
10．2009年诺贝尔物理学奖授予英国华裔物理学家高锟，以表彰他在光纤通信研究中的突出贡献．光纤通信是利用了光的全反射的原理，光导纤维由内芯和外套两层组成．下列有关光导纤维的说法中正确的是（ ）
A．内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射
B．内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射
C．内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生折射
D．内芯的折射率与外套相同，外套的材料有韧性，可以对内芯起保护作用
11．下列说法正确的是（ ）
A．因为水的密度大于酒精的密度，所以水是光密介质
B．因为水的折射率小于酒精的折射率，所以水对酒精来说是光疏介质
C．同一束光在光密介质中的传播速度较大
D．同一束光在光密介质中的传播速度较小
12．如图是在四川景区九寨沟拍摄的一张风景照片，湖水清澈见底，近处湖面水下的树枝和池底都看得很清楚，而远处则只看到对岸山峰和绿树的倒影，水面下的景物则根本看不到．下列说法中正确的是（ ）
A．远处山峰的倒影非常清晰，是因为来自山峰的光线在水面上发生了全反射
B．光从空气射入水中，光的波速变小，波长变小
C．远处水面下景物的光线到水面处，入射角较大，可能发生了全反射，所以看不见
D．来自近处水面下景物的光射到水面处，入射角较小，反射光强而折射光弱，因此有较多的能量射出水面而进入人的眼睛中
13．某大学研制出了正六棱柱“隐形衣”，有同学将正六棱柱放进装满水的透明鱼缸，向着棱的方向看，可以看到鱼缸另一侧大学的校徽；用一支铅笔穿过正六棱柱中心轴线的孔洞，再向棱方向观察，铅笔插进孔洞的那段消失不见了(如图甲所示，图乙为光路说明图)，关于此实验说法正确的是（ ）
A．隐形的原理是光发生了全反射
B．光由水进入该介质，折射角大于入射角
C．隐形的原理是光被玻璃吸收了
D．光在该介质中的传播的速度大于在水中传播速度
二、填空题
14．小李同学利用激光笔和角度圆盘测量半圆形玻璃砖的折射率，如图2所示是他采用手机拍摄的某次实验现象图，红色是三条光线，固定好激光笔，然后将圆盘和玻璃砖一起顺时针绕圆心缓慢转动了50角，发现光线____恰好消失了（选填①，②或③），那么这次他所测得半圆形玻璃砖的折射率n= _____.
三、解答题
15．如图所示,在平静的水面下有一点光源S,点光源到水面的距离为H,水对该光源发出的单色光的折射率为n,请解答下列问题:
（1）在水面上方可以看到一圆形的透光面,求该圆的半径？
（2）若该单色光在真空中的波长为λ0,该光在水中的波长为多少？
16．如图所示，一根长为l=5.0 m的光导纤维用折射率n=的材料制成。一束激光由其左端的中心点以45°的入射角射入光导纤维内，经过一系列全反射后从右端射出，求：（计算结果保留两位有效数字）
（1）该激光在光导纤维中的速度。
（2）该激光在光导纤维中传播的时间。
17．投影仪的镜头是一个半球形的玻璃体，光源产生的单色平行光投射到玻璃体的平面上，经半球形镜头折射后在光屏MN上形成一个圆形光斑。已知镜头半径R=28cm，光屏MN到球心O的距离为d=107cm，玻璃对该单色光的折射率，不考虑光的干涉和衍射。求：光屏MN上被照亮的圆形光斑的半径r。
18．现有一三棱柱工件，由折射率为n=的透明玻璃材料组成．如图所示，其截面ABC为直角三角形，∠ACB=30°．现有一条光线沿着截面从AC边上的O点以45°的入射角射入工件，折射后到达BC边．求：
(1)光线射入工件时的折射角；
(2)光线第一次射出工件时与界面的夹角
19．一公园的湖面上修建了一个伸向水面的观景平台，如图所示为其竖直截面图，水平湖底上的P点位于观景平台右侧边缘正下方，观景平台下表面距湖底的高度为H=8m，在距观景平台右侧边缘正前方d=8m处有垂直湖面足够大的宣传布幕在P点左侧l=6m处湖上的Q点安装有一单色光光源（可视为点光源）。已知水对该单色光的折射率，当水面与观景平台的下表面齐平时，只考虑在图中截面内传播的光，求:
（1）该光源发出的光照射到布幕上的最高点距水面的高度h；
（2）该光源发出的光能射出水面的最远位置距观景平台右侧的最远距离s（结果可用根号表示）。
参考答案
1．D 2．B 3．D 4．B 5．B 6．B 7．A 8．A
9．D 10．A 11．BD 12．BC 13．BD
14． ③
15．（1） （2）
【解析】
（1）设光在水面发生全反射的临界角为C，透光面的半径为r，则：，则，根据数学知识，得： ，解得：
（2）根据光传播过程中频率不变，由公式，折射率与速度关系： ，联立解得，光在水中的波长为
16．（1）2.1×108 m/s；（2）2.7×10-8 s。
【解析】
（1）由
可得v≈2.1×108 m/s
（2）激光在光导纤维中光路图如图所示，由
并结合几何知识得
大于临界角45°，因此发生全反射。同理光线每次在侧面都将发生全反射，直到光线到达右端面。
由于
得
故光线在光导纤维中传播的距离为s=l
因此该激光在光导纤维中传播所经历的时间
t=
t≈2.7×10-8 s
17．0.96m
【解析】
如图所示，设光线入射到D点时恰好发生全反射
由，在△ODF中
在△中
又
解得
18．(1)；(2) 90°
【解析】
(1)由折射定律
代入得AC界面折射角
(2)根据平面几何关系，BC界面入射角为60°
光线在BC界面发生全反射，从AB界面垂直射出，故光线进入第一次射出界面与界面的夹角为90°
19．（1）h=6m；（2）
【解析】
（1）发生折射如图所示
在直角三角形OPQ中H=8m，1=6m，则OQ=10m，sinr=0.6
由，得sini=0.8
由d=8m得OA=10m，AB=6m
即h=6m
（2）光源在水面的光斑最远处为发生全反射的情况，如图所示
由，得sinC=
则，tanC=
得答案第1页，共2页
一、选择题
1．已知介质对某单色光的临界角为C，则不正确的是（ ）
A．该介质对单色光的折射率等于
B．此单色光在该介质中的传播速度等于csinC（c是光在真空中的传播速度）
C．此单色光在该介质中的传播波长是在真空中波长的sinC倍
D．此单色光在该介质中的频率是在真空中的倍
2．光线由某种媒质射向与空气的分界面，当入射角大于450时折射光线消失，由此可断定这种媒质的折射率是（ ）
A． B． C． D．n=2
3．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
4．一束光从某介质进入真空,方向如图所示,则下列判断中正确的是（ ）
A．该介质的折射率是
B．该介质的折射率是
C．该介质相对真空发生全反射的临界角是45°
D．光线从介质射入真空的过程中,无论怎样改变入射方向都不可能发生全反射现象
5．自行车上的红色尾灯不仅是装饰品，也是夜间骑车的安全指示灯，它能把来自后面的光照反射回去，某种自行车尾灯可简化为由许多整齐排列的等腰直角棱镜（折射率n>）组成，棱镜的横截面如图所示，一平行于横截面的光线从O点垂直AB边射入棱镜，先后经过AC和CB边反射后，从AB边的O′点射出，则出射光线是（ ）
A．平行于AC边的光线① B．平行于入射光线的光线②
C．平行于CB边的光线③ D．沿AB边的光线④
6．空气中两条光线a和b从方框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光线如图所示。方框内有两个折射率n=1.5的玻璃全反射棱镜。下列选项中给出了两棱镜四种放置方式的示意图，其中能产生上述效果的是 ( )
A． B． C． D．
7．如图所示，一块上、下表面平行的玻璃砖的厚度为L，玻璃砖的折射率n=，若光从上表面AB射入的入射角i=60°，光在真空中的光速为c，则（ ）
A．折射角r=30°
B．光在玻璃中传播的时间为
C．光在玻璃中传播的时间为
D．改变入射角i，光在下表面CD可能发生全发射
8．“半潜艇”船体主要部分浸入水中，甲板始终浮出水面，潜艇内的乘客处在海平面以下，可以通过玻璃窗观察水中景物（如图1），原理图2，已知该处海水的折射率为，潜艇玻璃表面和水面垂直，且玻璃的厚度可以忽略，则以下说法中不正确的是（ ）
A．游客在潜艇内部看到正前方的鱼比实际位置要远一些
B．潜艇正前方的鱼看到潜艇中的人比实际位置要远一些
C．水面上方射入水中的光线不能照射到潜艇内部
D．潜艇内游客用手电筒朝水中照射时，水面上的人不可能看到手电筒发出的光
9．在完全透明的水下某深处，放一点光源，在水面上可见到一个圆形的透光圆面，若透光圆面的半径匀速增大，则光源正（ ）
A．加速上长 B．加速下降 C．匀速上升 D．匀速下降
10．2009年诺贝尔物理学奖授予英国华裔物理学家高锟，以表彰他在光纤通信研究中的突出贡献．光纤通信是利用了光的全反射的原理，光导纤维由内芯和外套两层组成．下列有关光导纤维的说法中正确的是（ ）
A．内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射
B．内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射
C．内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生折射
D．内芯的折射率与外套相同，外套的材料有韧性，可以对内芯起保护作用
11．下列说法正确的是（ ）
A．因为水的密度大于酒精的密度，所以水是光密介质
B．因为水的折射率小于酒精的折射率，所以水对酒精来说是光疏介质
C．同一束光在光密介质中的传播速度较大
D．同一束光在光密介质中的传播速度较小
12．如图是在四川景区九寨沟拍摄的一张风景照片，湖水清澈见底，近处湖面水下的树枝和池底都看得很清楚，而远处则只看到对岸山峰和绿树的倒影，水面下的景物则根本看不到．下列说法中正确的是（ ）
A．远处山峰的倒影非常清晰，是因为来自山峰的光线在水面上发生了全反射
B．光从空气射入水中，光的波速变小，波长变小
C．远处水面下景物的光线到水面处，入射角较大，可能发生了全反射，所以看不见
D．来自近处水面下景物的光射到水面处，入射角较小，反射光强而折射光弱，因此有较多的能量射出水面而进入人的眼睛中
13．某大学研制出了正六棱柱“隐形衣”，有同学将正六棱柱放进装满水的透明鱼缸，向着棱的方向看，可以看到鱼缸另一侧大学的校徽；用一支铅笔穿过正六棱柱中心轴线的孔洞，再向棱方向观察，铅笔插进孔洞的那段消失不见了(如图甲所示，图乙为光路说明图)，关于此实验说法正确的是（ ）
A．隐形的原理是光发生了全反射
B．光由水进入该介质，折射角大于入射角
C．隐形的原理是光被玻璃吸收了
D．光在该介质中的传播的速度大于在水中传播速度
二、填空题
14．小李同学利用激光笔和角度圆盘测量半圆形玻璃砖的折射率，如图2所示是他采用手机拍摄的某次实验现象图，红色是三条光线，固定好激光笔，然后将圆盘和玻璃砖一起顺时针绕圆心缓慢转动了50角，发现光线____恰好消失了（选填①，②或③），那么这次他所测得半圆形玻璃砖的折射率n= _____.
三、解答题
15．如图所示,在平静的水面下有一点光源S,点光源到水面的距离为H,水对该光源发出的单色光的折射率为n,请解答下列问题:
（1）在水面上方可以看到一圆形的透光面,求该圆的半径？
（2）若该单色光在真空中的波长为λ0,该光在水中的波长为多少？
16．如图所示，一根长为l=5.0 m的光导纤维用折射率n=的材料制成。一束激光由其左端的中心点以45°的入射角射入光导纤维内，经过一系列全反射后从右端射出，求：（计算结果保留两位有效数字）
（1）该激光在光导纤维中的速度。
（2）该激光在光导纤维中传播的时间。
17．投影仪的镜头是一个半球形的玻璃体，光源产生的单色平行光投射到玻璃体的平面上，经半球形镜头折射后在光屏MN上形成一个圆形光斑。已知镜头半径R=28cm，光屏MN到球心O的距离为d=107cm，玻璃对该单色光的折射率，不考虑光的干涉和衍射。求：光屏MN上被照亮的圆形光斑的半径r。
18．现有一三棱柱工件，由折射率为n=的透明玻璃材料组成．如图所示，其截面ABC为直角三角形，∠ACB=30°．现有一条光线沿着截面从AC边上的O点以45°的入射角射入工件，折射后到达BC边．求：
(1)光线射入工件时的折射角；
(2)光线第一次射出工件时与界面的夹角
19．一公园的湖面上修建了一个伸向水面的观景平台，如图所示为其竖直截面图，水平湖底上的P点位于观景平台右侧边缘正下方，观景平台下表面距湖底的高度为H=8m，在距观景平台右侧边缘正前方d=8m处有垂直湖面足够大的宣传布幕在P点左侧l=6m处湖上的Q点安装有一单色光光源（可视为点光源）。已知水对该单色光的折射率，当水面与观景平台的下表面齐平时，只考虑在图中截面内传播的光，求:
（1）该光源发出的光照射到布幕上的最高点距水面的高度h；
（2）该光源发出的光能射出水面的最远位置距观景平台右侧的最远距离s（结果可用根号表示）。
参考答案
1．D 2．B 3．D 4．B 5．B 6．B 7．A 8．A
9．D 10．A 11．BD 12．BC 13．BD
14． ③
15．（1） （2）
【解析】
（1）设光在水面发生全反射的临界角为C，透光面的半径为r，则：，则，根据数学知识，得： ，解得：
（2）根据光传播过程中频率不变，由公式，折射率与速度关系： ，联立解得，光在水中的波长为
16．（1）2.1×108 m/s；（2）2.7×10-8 s。
【解析】
（1）由
可得v≈2.1×108 m/s
（2）激光在光导纤维中光路图如图所示，由
并结合几何知识得
大于临界角45°，因此发生全反射。同理光线每次在侧面都将发生全反射，直到光线到达右端面。
由于
得
故光线在光导纤维中传播的距离为s=l
因此该激光在光导纤维中传播所经历的时间
t=
t≈2.7×10-8 s
17．0.96m
【解析】
如图所示，设光线入射到D点时恰好发生全反射
由，在△ODF中
在△中
又
解得
18．(1)；(2) 90°
【解析】
(1)由折射定律
代入得AC界面折射角
(2)根据平面几何关系，BC界面入射角为60°
光线在BC界面发生全反射，从AB界面垂直射出，故光线进入第一次射出界面与界面的夹角为90°
19．（1）h=6m；（2）
【解析】
（1）发生折射如图所示
在直角三角形OPQ中H=8m，1=6m，则OQ=10m，sinr=0.6
由，得sini=0.8
由d=8m得OA=10m，AB=6m
即h=6m
（2）光源在水面的光斑最远处为发生全反射的情况，如图所示
由，得sinC=
则，tanC=
得答案第1页，共2页