选择性必修一4.3光的全反射同步练习 （word版含答案）

选择性必修一 4.3 光的全反射 同步练习
一、单选题
1．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
2．如图所示，矩形abcd为一玻璃砖的横截面，玻璃砖ab面镀银且足够长。由单色光1、2组成的一细光束，在abcd平面内从cd面上的O点以入射角i射入玻璃砖，该玻璃砖对单色光1、2的折射率分别为和，已知，下列说法正确的是（　　）
A．单色光1、2从cd面射出玻璃砖后平行
B．增大入射角i，单色光1在cd面先发生全反射
C．单色光1在玻璃砖内的路程大于单色光2
D．当入射角i趋近于90°时，单色光1、2在cd面出射点的距离趋向于无穷大
3．如图所示，一足够大的水池内盛有某种透明液体，液体的深度为H，在水池的底部放一点光源，液体的折射率为，则下列说法正确的是（　　）。
A．光从液体射到空气，光的频率变小
B．若其中一条光线从池底以30°的入射角入射到液体与空气的界面上，则它的反射光线与折射光线的夹角为120°
C．人在液面上方向下看，液面中心区域有光射出形成圆形亮斑，亮斑区域的面积为
D．当光源以一定的速率匀速上升的同时，液面亮斑的半径也以同样的速率匀速减小
4．如图所示为一半圆形玻璃砖的横截面，O为圆心，直径AB与水平面平行，水平面上有一激光源P，从P射出的一束激光照射到O点时，刚好发生全反射，反射的激光束又照射到水平面上的Q点，经测量，P、O、Q三点刚好构成一个等边三角形。则玻璃砖的折射率为（　　）
A． B． C．1.5 D．2
5．两束不同频率的单色平行光束a、b从空气射入水中，发生了如图所示的折射现象，下列结论中正确的是（　　）
A．水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小
B．在水中的传播速度，光束a比光束b小
C．若增大光束a的入射角，则可能发生全反射
D．若光束从水中射向空气，则光束b的临界角比光束a的临界角大
6．单镜头反光相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。如图为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，，光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出。若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率可能是（已知，）。（　　）
A．3.0 B．2.5 C．2.0 D．1.5
7．折射率的直角玻璃三棱镜截面如图所示，一条光线从AB面入射，入射角为i（图中未标出），ab为其折射光线，ab与AB面的夹角，则（　　）
A．i=45°，光在AC面上不发生全反射
B．i=45°，光在AC面上发生全反射
C．i=30°，光在AC面上不发生全反射
D．i=30°，光在AC面上发生全反射
8．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
9．如图为某同学用一束激光射入正三角形玻璃砖的光路图，由于疏忽，他忘记标记光路方向，同时手上也没有量角器。已知图中△ABC为正三角形玻璃砖边界，a、b、c为边界中点，且光束1与光束2平行。则下列说法正确的为（　　）
A．光束2为入射光
B．该激光在玻璃砖中的折射率为1.5
C．光束3的光强大于光束1、2的光强之和
D．无论如何改变入射角，总有光线从玻璃砖中射出
10．单镜头反光相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。图为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，AB⊥BC。光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生全反射，且两次反射的入射角相等，最后光线重直BC射出。则下列说法正确的是（　　）
A．五棱镜的A、C两个角一定相等
B．五棱镜的E、D两个角一定相等
C．这个五棱镜的折射率最小值为
D．光线在CD边界的入射角为
11．如图所示的平面内，光束a经圆心O射入半圆形玻璃砖，出射光为b、c两束单色光。下列说法正确的是（　　）
A．在真空中光束b的波长小于光束c的波长
B．在玻璃砖中光束b的传播速度大于光束c的传播速度
C．玻璃砖对光束b的折射率小于对光束c的折射率
D．b、c两束单色光由玻璃射入空气时b光束发生全反射的临界角更大
12．打磨某剖面如图所示的宝石时，必须将OP、OQ边与轴线的夹角θ切磨在θ1＜θ＜θ2的范围内，才能使从MN边垂直入射的光线，在OP边和OQ边都发生全反射（仅考虑如图所示的光线第一次射到OP边并反射到OQ边后射向MN边的情况），则下列判断正确的是（　　）
A．若θ＞θ2，光线一定在OP边发生全反射
B．若θ＞θ2，光线会从OQ边射出
C．若θ＞θ1，光线会从OP边射出
D．若θ＜θ1，光线会在OP边发生全反射
13．如图所示，a、b为两不同频率的单色光，以相同的人射角射到玻璃砖的上表面，入射点分别为A、B。经玻璃砖上表面折射后两于P点，已知AP>BP，下列说法正确的是（　　）
A．在真空中，a传播速度大于b的传播速度
B．玻璃对a光的折射率大于玻璃对b光的折射率
C．在玻璃砖中，a光的传播速度大于b光的传播速度
D．b光在玻璃砖下表面发生全反射的临界角大于a光
14．如图所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB为直径，在球的左侧有一竖直接收屏在A点与玻璃球相切。自B点发出的光线BM在M点射出玻璃球，出射光线平行于AB，照射在接收屏上的Q点。另一光线BN恰好在N点发生全反射。已知∠ABM＝30°，光在真空中传播的速度为c，下列说法正确的是（　　）
A．光在此玻璃球体发生全反射的临界角不可能大于45°
B．光由B传到Q点所需时间为
C．N点到AB的竖直距离为
D．若B点处光源为红光，将其换为绿光光源，则圆弧上恰好发生全反射的N点向右移动
15．在光纤制造过程中，拉伸速度不均匀，会使得拉出的光纤偏离均匀的圆柱体，而呈圆台状，如图所示，已知此光纤长度为L，圆台对应底角为，折射率为n，真空中光速为c。现光从下方垂直射入下台面，则（　　）
A．光从真空射入光纤，光的频率变小
B．光通过此光纤到达小截面的最短时间为
C．从上方截面射出的光束一定是平行光
D．若满足，则光在第一次到达光纤侧面时不会从光纤侧面射出
二、填空题
16．光纤通信技术是利用光导纤维传输信号，以实现信息传递的一种通信方式。我国的光纤通信技术处于世界领先水平。当光从光纤的外套进入内芯后，光的传播速度变______（选填“大”或“小”）。若某种光纤的内芯在空气中发生全反射的临界角为45°，则内芯的折射率为______（结果可用根号表示）。
17．如图所示，ABCD为某棱镜的横截面，其中∠B=∠C=90°，∠D=75°，某同学想测量该棱镜的折射率，他用激光笔从BC边上的P点射入一束激光，激光从Q点射出时与AD边的夹角为45°，已知QE⊥BC，∠PQE=15°，则该棱镜的折射率为_____，若改变入射激光的方向，使激光在AD边恰好发生全反射，其反射光直接射到CD边后_____（能或不能）从CD边射出。
18．如图所示，是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由点垂直边射入。已知棱镜的折射率，。画出光线第一次射出棱镜时出射光线的方向________，第一次的出射点距点_________cm。
三、解答题
19．如图所示，一个是够大的容器中盛满某种透明液体。MN为该液体与空气的水平分界面，其上有一以A点为圆心，半径为d=m的圆形不透光薄片，已知分界面上A点正下方h=3m深处有一点光源O，该点光源发出的光线经不透光薄片的边缘B点处射入空气时，其折射光线与反射光线恰好垂直。
（1）求该透明液体对该光的折射率n；
（2）若在点光源O正下方也为h=3m的P处水平放置一足够大的平面镜，试计算点光源O在分界面MN上照亮区域的面积（取π=3）。
20．某公园内新安装了高功率发光二极管水下射灯，为公园增添绚丽色彩。若射灯（可视为点光源）发出的其中一条光线斜射到水面上，在水面的出射光线和反射光线恰好垂直，已知出射点与射灯的水平距离为，水的折射率为，求：
（1）射灯到水面的垂直距离：
（2）游客能看到水面上被照亮区域的面积。
21．如图所示，直角梯形ABCD为某玻璃砖的截面，ABC为边长为L的正三角形，CD⊥BC，BC面镀了银，一束单色光沿垂直BC边的方向入射到AB边上E点（图中未画出），在AB面折射后，折射光线照射到BC面，经BC面反射后的反射光线刚好射到CD边的中点。已知玻璃的对光的折射率为，光在真空中的传播速度为c，求：
（1）A、E两点间的距离；
（2）光在玻璃砖中传播的时间（不考虑光在AD面的反射）。
22．如图所示，横截面为等腰三角形的玻璃三棱镜放置于真空中，一细束平行于BC边的单色光，从AB边上的D点射入，折射后恰好到达BC边的中点。已知∠A=∠B=30°，AC=2BD=6m，光在真空中的传播速度c=3×108m/s。求：
（1）玻璃三棱镜对该单色光的折射率n；
（2）单色光从射入玻璃三棱镜到第一次射出所用的时间t。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
2．A
3．C
4．D
5．A
6．A
7．B
8．B
9．D
10．A
11．A
12．D
13．C
14．AC
15．D
16． 小
17． 激光能够从CD边出射
18． 见解析
19．（1）；（2）112.5m2
20．（1）；（2）
21．（1）；（2）
22．（1）；（2）
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