4.2全反射 同步练习（word版含答案）

4.2全反射同步练习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第一册
一、选择题（共15题）
1．下列说法不正确的是（　　）
A．我们看到水中的筷子弯折是光的折射现象
B．在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象
C．水中的气泡特别明亮是光的折射现象
D．小孔成像是利用光的直线传播
2．下图是一个1/4圆柱体棱镜的截面图，图中E、F、G、H将半径OM分成5等份，虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON，ON边可吸收到达其上的所有光线．已知该棱镜的折射率n=5/4，若平行光束垂直入射并覆盖OM，则光线（）
A．不能从为圆弧NF1射出
B．只能从为圆弧NG1射出
C．只能从为圆弧NH1射出
D．只能从为圆弧H1M射出
3．光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．以下关于光导纤维的说法正确的是（ ）
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，可以起保护作用
4．在一次讨论中，老师问道：“假如水中相同深度处有a、b、c三种不同颜色的单色点光源，有人在水面正上方同等条件下观测发现，b 在水下的像最深，c照亮水面的面积比a的大．关于这三种光在水中的性质，同学们能做出什么判断？” 根据老师的假定，以下回答正确的是
A．b光的频率最大
B．c光的折射率最小
C．在水中，a光的波长比b光的短
D．在水中，a光的传播速度最大
5．如图所示，为半圆形透明玻璃砖的横截面，半径为R，半圆弧PQ的圆心与玻璃砖圆心O重合，某单色光以的入射角沿半径方向射向O点，在圆弧PQ上形成M、N两个光点，折射角为，已知弧MN的长度为，圆弧PQ半径为R。下列说法正确的是（　　）
A．玻璃砖对该单色光的折射率为
B．保持入射角不变，增大玻璃砖的折射率，M、N两个光点间的距离变小
C．若增大入射角，N点越来越亮，且比M点先到达D点
D．若折射率为，改变入射角，M、N两光点所夹弧的长度的最小值为
6．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
7．如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b。下列判断正确的是（　　）
A．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率
B．a光的频率大于b光的频率
C．在真空中a光的速度大于b光的速度
D．如果增加可见光的入射角，观察发现b光先消失
8．某玻璃三棱镜的截面如图所示，其折射率为，该三棱镜的AB边竖直放置，，，当一束水平单色光照射在三棱镜AB边上时，光在AC边上的折射角为（不考虑光在玻璃中的多次反射）（ ）
A． B． C． D．
9．如图所示，一束激光照射在横截面为正方形的透明玻璃柱上，光线与横截面平行，则透过玻璃柱的光线可能是图中的（　　）
A．① B．② C．③ D．④
10．如图所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°、半径为R的扇形NBC，该柱体厚度为h，即MN=DC=AB=h。一束刚好覆盖ABNM面的单色光，以与该面成45°角的方向照射到ABNM面上。若只考虑首次入射到ABCD面上的光，则ABCD面上的光透出部分的面积为（　　）
A． B．
C． D．
11．一半圆形玻璃砖，C点为其球心，直线与玻璃砖左侧表面垂直，C为垂足，如图所示。与直线平行且到直线距离相等的两条不同频率的细光束从空气射入玻璃砖，折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是（　　）
A．a光的频率比b光的频率高
B．a光比b光在玻璃砖中传播速度大
C．在真空中a光的波长等于b光的波长
D．若a光、b光从玻璃砖中射入真空时，发生全反射时的临界角小于
12．如图所示，在等边三棱镜截面ABC内，有一束单色光从空气射向其边界上的E点，已知该单色光入射方向与三棱镜边界AB的夹角为θ=30 ，该三棱镜对该单色光的折射率为，则下列说法中正确的是 （　　）
A．该单色光在AB边界发生全反射
B．该单色光从空气进入棱镜，波长变长
C．该单色光在三棱镜中的传播光线与底边BC平行
D．该单色光在AC边界发生全反射
13．如图所示是一玻璃球体，其半径为R，O为球心，AB为水平直径。M点是玻璃球的最高点，来自B点的光线BD从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，则下列选项错误的是（　　）
A．此玻璃的折射率为
B．光线从B到D需用时
C．该玻璃球的临界角应小于45°
D．若增大∠ABD，光线不可能在DM段发生全反射现象
14．截面为等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜，这种棱镜在光学仪器中广泛用于改变光的传播方向。如图所示，一束宽度为L的单色平行光束射向全反射棱镜AC面的AP部分，光束平行于AB面入射，由P点入射的光线恰好射到B点，光线经AB面发生一次全反射后从BC面射出。已知棱镜对该光的折射率为n=，光在真空中的传播速度为c，，则（　　）
A．光在棱镜中的传播速度为
B．光在棱镜中发生全反射的临界角为30°
C．从BC面出射的光，在棱镜中的传播时间均为
D．光束从BC面出射后仍平行，宽度变为
15．如图所示，一束单色光沿半圆柱形玻璃砖的半径垂直ab面入射，有光线从ab面射出．以O点为圆心，将玻璃砖缓慢转过θ角时，恰好没有光线从ab面射出，则该玻璃砖的折射率为(　　)
A． B．
C． D．
二、综合题
16．利用软木塞插针法测水的折射率实验步骤如下：
(1)如图，取一厚度可忽略不计的圆形软木塞，在它的圆心处插上一枚大头针，让软木塞浮在水面上；
(2)调整大头针插入软木塞的深度，使得从软木塞周围向液体中观察，恰好在此时看不到大头针；
(3)需要测量的物理量 A：_____；B：_______；(写出物理量符号和相应的物理意义)
(4)水的折射率表达式 n=_______。(用步骤(3)中的物理量符号表示)
17．如图，ABO是横截面为四分之一圆的透明体，圆半径为R。一束光线垂直于AO射到边上D点，进入透明体的光线恰能在AB边发生全反射。已知透明体的折射率n=2，真空中的光速为c。求：
（1）D点到O点的距离；
（2）光线从进入透明体到再次返回AO边（含端点）经历的时间（结果用根式表示）。
18．如图所示，一装满水的水槽放在太阳光下，将平面镜M斜放入水中，调整其倾斜角度，使一束太阳光从O点经水面折射和平面镜反射，然后经水面折射回到空气中，最后射到槽左侧上方的屏幕N上，即可观察到彩色光带。如果逐渐增大平面镜的倾角θ，各色光将陆续消失。已知所有光线均在同一竖直平面。
（1）从屏幕上最后消失的是哪种色光；（不需要解释）
（2）如果射向水槽的光线与水面成30°，当平面镜M与水平面夹角θ=45°时，屏幕上的彩色光带恰好全部消失，求对于最后消失的那种色光，水的折射率。
19．下图中ABC表示三棱镜的横截面，入射光线P1O1从AB面射入，经界面AB折射后直接到达AC面，经界面AC折射后沿O2P2方向射出．测得∠A=60°，∠P1O1B=45°，P2O2C=45°．求：
I.该三棱镜的折射率
II.保持入射点O1不变，使入射光线PO1顺时针转动，使该光线经界面AB折射后直接到达AC面，且恰好在界面AC发生全反射，求此时PO1与AB边夹角的余弦值．
20．如图表示两面平行玻璃砖的截面图，一束平行于CD边的单色光入射到AC界面上，a、b是其中的两条平行光线。光线a在玻璃砖中的光路已给出。画出光线b从玻璃砖中首次出射的光路图，并标出出射光线与界面法线夹角的度数。
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参考答案：
1．C
【解析】
2．C
3．A
4．C
5．B
6．C
7．B
8．B
9．C
10．B
11．B
12．C
13．D
14．C
15．B
16． 木塞的半径R 大头针在水面下的长度h
17．（1）0.5R；（2）.
18．（1）红色光；（2）
19．Ⅰ、 Ⅱ、
20．
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