第四章第3节光的全反射堂堂练（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
堂堂练
一、单选题
1． 光导纤维是利用光的全反射来传输光信号的．光导纤维由内、外两种材料制成，内芯材料的折射率为，外层材料的折射率为，如图的一束光信号与界面夹角为，由内芯射向外层，要想在此界面发生全反射，必须满足的条件是（ ）
A．n1＞n2，α大于某一值
B．n1＜n2，α大于某一值
C．n1＞n2，α小于某一值
D．n1＜n2，α小于某一值
2． 玻璃三棱镜的横截面为直角三角形，，O点和D点分别为和边的中点，如图所示，现有两束相互垂直的同种单色光从O点入射，两束光线正好分别从C点和D点射出，则下列说法正确的是（ ）
A．两束折射光线的折射角之和等于
B．从C点射出的光线在O点的人射角大于从D点射出的光线在O点的入射角
C．玻璃三棱镜对该种单色光的折射率等于
D．该种单色光在玻璃三棱镜中发生全反射的临界角等于
3． 某三棱镜的横截面为等腰三角形，∠A=120°，AB边长为2L，空气中一束包含a、b两种单色光的细光束沿平行于BC方向照射到AB边的中点O，经三棱镜折射后分成a、b两束单色光（部分光路图如图所示）。其中，a单色光从O点入射后的折射光平行于AC，已知光在真空中传播速度为c（不考虑AC面的反射）。下列说法正确的是（ ）
A．在该三棱镜中，单色光a的传播速度比b小
B．单色光a在该三棱镜中发生全反射的临界角C满足
C．若用单色光a、b分别通过同一单缝进行衍射，单色光b的中央亮纹更宽
D．仅改变入射光在边上入射点的位置，a光在该三棱镜中的传播时间始终为
4． 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a光的折射率较大
B．玻璃对a光的临界角较大
C．b光在玻璃中的传播速度较大
D．b光在玻璃中的传播时间较短
5． 如图所示，将一个半圆形玻璃砖置于空气中，当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O时，下列情况可能发生的是（ ）
A． B．
C． D．
6． 如图所示，水面下1.5m处的M点水面有一点光源，点光源以M点为中心上下做简谐运动，其振动方程为，水面上发光区域的面积时大时小，设水的折射率为，则下列说法正确的是（ ）
A．从点光源发出的光子到达水面的最短时间和最长时间之比为1：2
B．从点光源发出的光子到达水面的最短时间和最长时间之比为1：3
C．发光区域的最小面积和最大面积之比为1：2
D．发光区域的最小面积和最大面积之比为1：4
7． 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
8． 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
9． 如图所示，为一全反射棱镜，棱镜对不同色光的折射率不同，对红光的临界角为，M为一与边垂直的光屏，一束白光沿平行于的方向射向面，经面折射后的光线又射向面，则（ ）
A．面将有色光射出
B．光屏M上会出现彩色光带且紫光在上
C．光屏M上会出现彩色光带且红光在上
D．将光屏与保持垂直地向右平移，屏上彩色光带逐渐变宽
10．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
二、多选题
11．如图所示，一束黄光和一束蓝光以同一光路从圆心O点斜射入横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别为a和b。已知入射角α＝45°，a光束与玻璃砖间的夹角β＝60°，真空中光速c＝3×108m/s。下列说法正确的是（ ）
A．a光束穿过玻璃柱体所需时间较短
B．a光束是黄光，b光束是蓝光
C．玻璃对a光的折射率为
D．a光在该玻璃中传播的速度为m/s
E．在相同介质中a光比b光的临界角小
12．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°
13．下列说法中正确的是（ ）
A．在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐振动的周期越小
B．系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率
C．多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而发生的
D．声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率
E．光从其传播速度大的介质射向其传播速度小的介质时可能发生全反射
14．如图所示，一束由两种单色光混合的复色光沿PO方向射向一上、下表面平行的厚玻璃平面镜的上表面，得到三束光Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。下列有关这三束光的判断正确的是（ ）
A．光束Ⅰ仍为复色光，光束Ⅱ、Ⅲ为单色光
B．光束Ⅱ在玻璃中的传播速度比光束Ⅲ小
C．增大α角且α<90°，光束Ⅱ、Ⅲ会远离光束Ⅰ
D．改变α角且α<90°，光束Ⅱ、Ⅲ一定与光束Ⅰ平行
E．减小α角且α>0，光束Ⅲ可能会在上表面发生全反射
15．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
三、解答题
16．如图所示，有一个横截面为等边三角形的玻璃三棱柱固定在桌面上，AB面与桌面平行，有一束光线垂直入射到AB面上的P点，已知AB=a，AP=，玻璃的折射率为n=，光在真空中的传播速度为c。
(1)通过计算说明光线能不能在AC面上发生全反射；
(2)若不考虑BC面的反射，则光线在玻璃中传播的总时间。
17．如图所示，半径为R的透明半圆柱体A，距离A有一很大的屏B，两者之间的距离为d。用一束单色光沿半径照射。当θ=60°时，A右侧恰好无光线射出。
（1）求半圆柱体对该单色光的折射率n；
（2）当θ=30°时，求出射光线打在屏上位置距O的距离h。
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 B D D D D B B
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 ABD AC BCD ABD BC
三、解答题
16．(1)由，得
C=45°
由几何关系，得
θ=60°
θ>45°，故光束在AC面上发生全反射
；(2)
17．（1）；（2）
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