人教版（2019）物理选修一同步学习笔记：4.2全反射（有解析）
文档属性
| 名称 | 人教版（2019）物理选修一同步学习笔记：4.2全反射（有解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.7MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-12-07 15:04:29 | ||
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文档简介
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人教版（2019）物理选修一同步学习笔记：4.2全反射
一、全反射
1．光疏介质和光密介质
(1)光疏介质和光密介质的比较
光的传播速度 折射率
光疏介质 大 小
光密介质 小 大
(2)相对性：光疏介质、光密介质是相对的．任何两种透明介质都可以通过比较光在其中传播速度的大小或折射率的大小来判断谁是光疏介质或光密介质．
(3)光疏和光密是从介质的光学特性来说的，并不是它的密度大小．例如，酒精的密度比水小，但酒精和水相比酒精是光密介质．
2．全反射
(1)发生全反射的条件：
①光由光密介质射入光疏介质．
②入射角大于或等于临界角．
(2)当光从光密介质射入光疏介质时，随着入射角增大，折射角也增大．同时折射光线强度减弱，即折射光线的能量减小，反射光线强度增强，能量增加，当入射角达到临界角时，折射光线强度减弱到零，反射光线的能量等于入射光的能量．
二、全反射棱镜
1．全反射棱镜
横截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜为全反射棱镜，它在光学仪器中由于反射率几乎可达100%，常用来代替平面镜来改变光的方向．
2．全反射棱镜改变光路的几种情况
入射方式项目 方式一 方式二 方式三
光路图 INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\4-60.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\4-60.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\全书完整的Word版文档\\4-60.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\全书完整的Word版文档\\4-60.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\全书完整的Word版文档\\4-60.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2022\\同步\\看ppt\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\全书完整的Word版文档\\4-60.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\4-61.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\4-61.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\全书完整的Word版文档\\4-61.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\全书完整的Word版文档\\4-61.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\全书完整的Word版文档\\4-61.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2022\\同步\\看ppt\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\全书完整的Word版文档\\4-61.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\4-62.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\4-62.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\全书完整的Word版文档\\4-62.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\全书完整的Word版文档\\4-62.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\全书完整的Word版文档\\4-62.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2022\\同步\\看ppt\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\全书完整的Word版文档\\4-62.TIF" \* MERGEFORMATINET
入射面 AB AC AB
全反射面 AC AB、BC AC
光线方向改变角度 90° 180° 0°(发生侧移)
三、光导纤维
光导纤维的构造及传播原理
1．构造：光导纤维是一种透明的玻璃纤维丝，直径只有几微米到一百微米，如图所示，它是由内芯和外套两层组成的，内芯的折射率大于外套的折射率．
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2．传播原理：光由一端进入，在两层的界面上经过多次全反射，从另一端射出，光导纤维可以远距离传播光信号，光信号又可以转换成电信号，进而转变为声音、图像．
考点一 对全反射的理解
1．如图所示，半圆形玻璃砖放在空气中，三条同一颜色、强度相同的光线，均由空气沿半圆半径方向射入玻璃砖，到达玻璃砖的圆心位置。下列说法正确的是（ ）
A．假若三条光线中只有一条在O点发生了全反射，那一定是aO光线
B．假若光线bO能发生全反射，那么光线cO一定能发生全反射
C．假若光线bO能发生全反射，那么光线aO一定不能发生全反射
D．假若光线aO恰能发生全反射，那么光线bO的反射光线比光线cO的反射光线的亮度小
【详解】A．根据题意，三条光线颜色相同，强度相同，所以三条光线所对应的折射率相同，当其恰好发生全反射时，临界角相同，由图可知，aO光线的入射角最大，当入射角达到临界角时，恰好发生全反射，故A正确；
BC．若bO光线发生全反射，则aO一定发生全反射，但是cO不一定发生全反射，故BC错误；
D．若aO恰好发生全反射，则bO和cO不会发生全反射，其反射光线的亮度相同，故D错误。
故选A。
考点二 全反射的应用与计算
2．一束光在光导纤维中传播的示意图如图所示，光导纤维对该束光的折射率为n，该段光导纤维的长度为L，图中的光线刚好在光导纤维与空气的界面处发生全反射。已知空气对该束光的折射率为1，光在真空中传播的速度为c，下列说法正确的是（ ）
A．光导纤维的折射率n>1
B．光导纤维的折射率n＜1
C．光在光导纤维中传播的时间为
D．光在光导纤维中传播的时间为
【详解】AB．由于光发生全反射的条件之一是光由光密介质射入光疏介质，所以光导纤维的折射率比空气的折射率大，即n>1，故A正确，B错误；
CD．当光线在界面处发生全反射时，根据临界角与折射率的关系
光在光导纤维中的传播速度为
v在沿光导纤维方向的分量为
所以光在光导纤维中传播的时间为
故CD错误。
故选A。
3．图示为光导纤维（可简化为长玻璃丝）的示意图，玻璃丝长为L，折射率为，真空中光速为c，AB代表端面。一束单色光从玻璃丝的AB端面以入射角θ入射，若光能传播到另一端面，则入射角需要满足条件（ ）
A．入射角θ<45°，若θ=45°光在光导纤维中传播时间为
B．入射角θ<45°，若θ=45°光在光导纤维中传播时间为
C．入射角θ<90°，若θ=45°光在光导纤维中传播时间为
D．入射角θ<90°，若θ=45°光在光导纤维中传播时间为
4．如图所示，真空中一半径为R、质量分布均匀的玻璃球，频率一定的细激光束在真空中沿直线传播，于玻璃球表面的B点经折射进入小球，并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空中，已知，玻璃球对该激光的折射率为，c为光在真空中的传播速度，则下列说法中正确的是（ ）
A．激光束在B点的入射角
B．此激光束在玻璃中穿越的时间为
C．光在玻璃球中频率比在真空中要小
D．改变入射角α的大小，细激光束不可能在球表面处发生全反射
5．关于全反射，下列说法正确的是（ ）
A．光从光密介质射向光疏介质时不可能发生全反射
B．光从光疏介质射向光密介质时可能发生全反射
C．光从折射率大的介质射向折射率小的介质时不可能发生全反射
D．光从传播速度小的介质射向传播速度大的介质时可能发生全反射
6．如图所示，MM′是两种介质的界面，A是入射光线，B是反射光线，C是折射光线，O是入射光线的入射点，NN′是法线，i是入射角，r是折射角，且i>r，则下列判断正确的是（ ）
A．i逐渐增大时r也逐渐增大，有可能发生全反射现象
B．i逐渐减小时r也逐渐减小，有可能发生全反射现象
C．i逐渐增大时r将逐渐减小，有可能发生全反射现象
D．i逐渐增大时r也逐渐增大，但不可能发生全反射现象
7．如图所示，一个三棱镜的截面为等腰直角三角形△ABC，为直角，此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射，该棱镜材料的折射率为（ ）
A． B． C． D．
8．如图所示，由两种单色光组成的复色光，通过足够大的长方体透明材料后分成a、b两束，则（ ）
A．a、b两束出射光互相平行
B．只要满足一定的条件，a、b两束光可以发生干涉
C．在该透明材料中，a光的传播速度大于b光的传播速度
D．从该透明材料射入空气发生全反射时，a光的临界角较大
9．光纤通讯中信号传播的主要载体是光纤，它的结构如图所示，可看成一段直线，其内芯和外套的材料不同，光在内芯中传播。下列关于光纤的说法中正确的是（ ）
A．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
B．内芯的折射率比外套的大，光传播时在外套与外界的界面上发生全反射
C．波长越长的光在光纤中传播的速度越大
D．频率越大的光在光纤中传播的速度越大
10．如图所示，两单色光a、b分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射光合成一束复色光P，已知单色光a、b与法线间的夹角分别为45°和30°，则a光与b光（ ）
A．在玻璃砖中的折射率之比为1：
B．在玻璃砖中的传播时间之比为1：
C．在玻璃砖中的波长之比为：1
D．由该玻璃砖射向真空时临界角之比为：1
11．在光学仪器中，“道威棱镜”被广泛用来进行图形翻转。如图，ABCD是棱镜的横截面，截面是底角为45°的等腰梯形。现有与底面BC平行且频率相同的两束单色光a、b射入AB面，经折射反射，使从CD面射出的光线发生了翻转。已知棱镜材料对该色光的折射率，下列说法正确的是（ ）
A．两束光中，有一束可能会从底面BC射出
B．两束光都不能从底面BC射出，光将从CD面平行于BC射出
C．若光a、b从CD面平行于BC射出，a光离底面BC更近
D．两束光在棱镜中的传播时间相同
12．很细的一束光从真空沿AO方向入射到玻璃侧面的O点，进入玻璃后分成I、II两束光线，光路如图所示，以下分析正确的是（ ）
A．光束I在玻璃中的传播速度较大
B．光束II在玻璃中的折射率较大
C．若光束I为蓝光，则光束II可能为黄光
D．逐渐减小入射角i，光束I在玻璃砖的下表面先发生全反射
13．一束白光从顶角为θ的三棱镜的一边以较大的入射角i射入并通过三棱镜后，在屏P上可得到彩色光带，如图所示，在入射角i逐渐减小到零的过程中，假如屏上的彩色光带先后全部消失，则（ ）
A．红光最先消失，紫光最后消失
B．紫光最先消失，红光最后消失
C．折射后的出射光线向底边BC偏折
D．折射后的出射光线向顶角A偏折
14．一个水平放置的透明球壳内一半的体积充满了某种均质透明胶体，如图所示。为了研究胶体的折射率，用一激光笔从下半部分的C点射向球心O，在球壳的上半部分D点接收到光线。将激光笔从C点向A移动，移动过程中保持光线始终射向球心O。当光线与界面AB的夹角θ为53°时，恰好观察不到从界面AB射向空气的光束。此时（ ）
A．胶体的折射率为1.25
B．胶体的折射率为1.67
C．激光在胶体中的传播速度为
D．θ为53°时激光在胶体中的传播时间为
15．一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．此介质的折射率等于1.5
B．此介质的折射率等于
C．入射角小于45°时可能发生全反射现象
D．无论入射角怎样变化，都不能发生全反射现象
3．C
【详解】光路图如下所示
设以图中入射角如何时刚好能在光导纤维内壁发生全反射，则由折射定律
解得
所以入射角必须满足
当入射角为45°时，即时，解得
所以，则光在光导纤维中传播时间为
而光在光导纤维中传播的速度为
解得
故选C。
4．D
【详解】A．根据折射率定义有
解得
A错误；
B．根据折射率与波速的关系有
激光束在玻璃中穿越的时间为
解得
B错误；
C．光在传播过程中频率不变，光在玻璃球中频率与真空中的相等，C错误；
D．根据折射光路可知，B位置处的折射角与D位置处的入射角相等，根据光路可逆，可知细激光束不可能在球表面处发生全反射，D正确。
故选D。
5．D
【详解】全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，折射率大的介质相对于折射率小的介质是光密介质，同一种光在不同介质中传播，传播速度小的介质相对于传播速度大的介质是光密介质。
故选D。
6．D
【详解】入射角i逐渐增大时折射角r也逐渐增大，i逐渐减小时r也逐渐减小，因为光是由光疏介质进入光密介质，不可能发生全反射现象。
故选D。
7．D
【详解】如图所示，由几何关系可得
光束射到AB边时，根据光的折射定律有
当光束射到AC边时，恰好发生全反射有
联立以上两式解得
故选D。
8．A
【详解】A．a、b两束光的光路图如图所示
对a光，根据光的折射定律有
由图可知
则
故a光的出射光和入射光相互平行；
同理可得，b光的出射光和入射光相互平行，所以a、b两束出射光平行，故A正确；
B．发生干涉的条件之一是两束光频率相同，由图可知，两束光在介质中的折射率的关系
折射率越大，光的波长越小，频率越大，故B错误；
C． 根据公式
可得
故C错误；
D．根据临界角与折射率的关系
可得
故D错误。
故选A。
9．C
【详解】AB．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射。AB错误；
CD．波长越长，光在内芯中的折射率越小，频率越大，光在内芯中的折射率越大，根据可知，波长越长的光在光纤中传播的速度越大。C正确，D错误。
故选C。
10．ABC
【详解】A．根据折射定律可得
所以
故A正确；
B．根据光在介质中的传播速度与折射率的关系
可得所以光在介质中的传播时间之比为
故B正确；
C．光在介质中的波长之比为
故C正确；
D．根据临界角与折射率的关系
可得
故D错误。
故选ABC。
11．BCD
【详解】A．光路图如图所示
根据几何关系有
根据折射定律
解得
所以
说明光线在BC边发生全反射，故A错误；
B．根据几何关系
解得
说明光线从CD面平行于BC射出，故B正确；
CD．由图可知，两束光在介质中的路程相等，且a光的出射光线离BC更近，故CD正确。
故选BCD。
12．CD
【详解】AB．光束I在玻璃中的偏折程度较大，则折射率较大，根据
则光束II在玻璃中的传播速度较大，故AB错误；
C．光束I的折射率较大，则频率较大；因蓝光的频率大于黄光，所以若光束I为蓝光，则光束II可能为黄光，故C正确；
D．根据
可知，光束II临界角较大；逐渐减小入射角i，则两光束在玻璃砖下表面的入射角变大，则光束I在玻璃砖的下表面先发生全反射，故D正确。
故选CD。
13．BC
【详解】白光从AB面射入玻璃后，由于紫光偏折程度大，到达另一侧面AC时的入射角较大，玻璃对紫光的折射率大，根据
可知其临界角最小，故随着入射角i的减小，进入玻璃后的各色光中紫光首先发生全反射不再从AC面射出，红光最后消失，通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向三棱镜底边BC偏折，AD错误，BC正确。
故选BC。
14．BD
【详解】AB．由题知当光线与界面AB的夹角θ为53°时，恰好观察不到从界面AB射向空气的光束，则说明此时光线发生了全反射，有
，C = 37°
代入数据有
n = 1.67
A错误、B正确；
C．根据波速与折射率的关系有
C错误；
D．由于θ为53°时激光在胶体中的传播的距离
s = 2R
根据选项C有
D正确。
故选BD。
15．BD
【详解】AB．折射率
A错误、B正确；
CD．全反射必须从光密介质射入光疏介质，真空射向介质不可能发生全反射，C错误、D正确。
故选BD。
知识梳理
考点归纳
巩固练习
参考答案
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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人教版（2019）物理选修一同步学习笔记：4.2全反射
一、全反射
1．光疏介质和光密介质
(1)光疏介质和光密介质的比较
光的传播速度 折射率
光疏介质 大 小
光密介质 小 大
(2)相对性：光疏介质、光密介质是相对的．任何两种透明介质都可以通过比较光在其中传播速度的大小或折射率的大小来判断谁是光疏介质或光密介质．
(3)光疏和光密是从介质的光学特性来说的，并不是它的密度大小．例如，酒精的密度比水小，但酒精和水相比酒精是光密介质．
2．全反射
(1)发生全反射的条件：
①光由光密介质射入光疏介质．
②入射角大于或等于临界角．
(2)当光从光密介质射入光疏介质时，随着入射角增大，折射角也增大．同时折射光线强度减弱，即折射光线的能量减小，反射光线强度增强，能量增加，当入射角达到临界角时，折射光线强度减弱到零，反射光线的能量等于入射光的能量．
二、全反射棱镜
1．全反射棱镜
横截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜为全反射棱镜，它在光学仪器中由于反射率几乎可达100%，常用来代替平面镜来改变光的方向．
2．全反射棱镜改变光路的几种情况
入射方式项目 方式一 方式二 方式三
光路图 INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\4-60.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\4-60.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\全书完整的Word版文档\\4-60.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\全书完整的Word版文档\\4-60.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\全书完整的Word版文档\\4-60.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2022\\同步\\看ppt\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\全书完整的Word版文档\\4-60.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\4-61.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\4-61.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\全书完整的Word版文档\\4-61.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\全书完整的Word版文档\\4-61.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\全书完整的Word版文档\\4-61.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2022\\同步\\看ppt\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\全书完整的Word版文档\\4-61.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\4-62.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\4-62.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\全书完整的Word版文档\\4-62.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\全书完整的Word版文档\\4-62.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\全书完整的Word版文档\\4-62.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2022\\同步\\看ppt\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\全书完整的Word版文档\\4-62.TIF" \* MERGEFORMATINET
入射面 AB AC AB
全反射面 AC AB、BC AC
光线方向改变角度 90° 180° 0°(发生侧移)
三、光导纤维
光导纤维的构造及传播原理
1．构造：光导纤维是一种透明的玻璃纤维丝，直径只有几微米到一百微米，如图所示，它是由内芯和外套两层组成的，内芯的折射率大于外套的折射率．
INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\4-67.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\4-67.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\全书完整的Word版文档\\4-67.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\全书完整的Word版文档\\4-67.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\同步\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\全书完整的Word版文档\\4-67.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2022\\同步\\看ppt\\物理 人教 选择性必修第一册(苏京)\\全书完整的Word版文档\\4-67.TIF" \* MERGEFORMATINET
2．传播原理：光由一端进入，在两层的界面上经过多次全反射，从另一端射出，光导纤维可以远距离传播光信号，光信号又可以转换成电信号，进而转变为声音、图像．
考点一 对全反射的理解
1．如图所示，半圆形玻璃砖放在空气中，三条同一颜色、强度相同的光线，均由空气沿半圆半径方向射入玻璃砖，到达玻璃砖的圆心位置。下列说法正确的是（ ）
A．假若三条光线中只有一条在O点发生了全反射，那一定是aO光线
B．假若光线bO能发生全反射，那么光线cO一定能发生全反射
C．假若光线bO能发生全反射，那么光线aO一定不能发生全反射
D．假若光线aO恰能发生全反射，那么光线bO的反射光线比光线cO的反射光线的亮度小
【详解】A．根据题意，三条光线颜色相同，强度相同，所以三条光线所对应的折射率相同，当其恰好发生全反射时，临界角相同，由图可知，aO光线的入射角最大，当入射角达到临界角时，恰好发生全反射，故A正确；
BC．若bO光线发生全反射，则aO一定发生全反射，但是cO不一定发生全反射，故BC错误；
D．若aO恰好发生全反射，则bO和cO不会发生全反射，其反射光线的亮度相同，故D错误。
故选A。
考点二 全反射的应用与计算
2．一束光在光导纤维中传播的示意图如图所示，光导纤维对该束光的折射率为n，该段光导纤维的长度为L，图中的光线刚好在光导纤维与空气的界面处发生全反射。已知空气对该束光的折射率为1，光在真空中传播的速度为c，下列说法正确的是（ ）
A．光导纤维的折射率n>1
B．光导纤维的折射率n＜1
C．光在光导纤维中传播的时间为
D．光在光导纤维中传播的时间为
【详解】AB．由于光发生全反射的条件之一是光由光密介质射入光疏介质，所以光导纤维的折射率比空气的折射率大，即n>1，故A正确，B错误；
CD．当光线在界面处发生全反射时，根据临界角与折射率的关系
光在光导纤维中的传播速度为
v在沿光导纤维方向的分量为
所以光在光导纤维中传播的时间为
故CD错误。
故选A。
3．图示为光导纤维（可简化为长玻璃丝）的示意图，玻璃丝长为L，折射率为，真空中光速为c，AB代表端面。一束单色光从玻璃丝的AB端面以入射角θ入射，若光能传播到另一端面，则入射角需要满足条件（ ）
A．入射角θ<45°，若θ=45°光在光导纤维中传播时间为
B．入射角θ<45°，若θ=45°光在光导纤维中传播时间为
C．入射角θ<90°，若θ=45°光在光导纤维中传播时间为
D．入射角θ<90°，若θ=45°光在光导纤维中传播时间为
4．如图所示，真空中一半径为R、质量分布均匀的玻璃球，频率一定的细激光束在真空中沿直线传播，于玻璃球表面的B点经折射进入小球，并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空中，已知，玻璃球对该激光的折射率为，c为光在真空中的传播速度，则下列说法中正确的是（ ）
A．激光束在B点的入射角
B．此激光束在玻璃中穿越的时间为
C．光在玻璃球中频率比在真空中要小
D．改变入射角α的大小，细激光束不可能在球表面处发生全反射
5．关于全反射，下列说法正确的是（ ）
A．光从光密介质射向光疏介质时不可能发生全反射
B．光从光疏介质射向光密介质时可能发生全反射
C．光从折射率大的介质射向折射率小的介质时不可能发生全反射
D．光从传播速度小的介质射向传播速度大的介质时可能发生全反射
6．如图所示，MM′是两种介质的界面，A是入射光线，B是反射光线，C是折射光线，O是入射光线的入射点，NN′是法线，i是入射角，r是折射角，且i>r，则下列判断正确的是（ ）
A．i逐渐增大时r也逐渐增大，有可能发生全反射现象
B．i逐渐减小时r也逐渐减小，有可能发生全反射现象
C．i逐渐增大时r将逐渐减小，有可能发生全反射现象
D．i逐渐增大时r也逐渐增大，但不可能发生全反射现象
7．如图所示，一个三棱镜的截面为等腰直角三角形△ABC，为直角，此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射，该棱镜材料的折射率为（ ）
A． B． C． D．
8．如图所示，由两种单色光组成的复色光，通过足够大的长方体透明材料后分成a、b两束，则（ ）
A．a、b两束出射光互相平行
B．只要满足一定的条件，a、b两束光可以发生干涉
C．在该透明材料中，a光的传播速度大于b光的传播速度
D．从该透明材料射入空气发生全反射时，a光的临界角较大
9．光纤通讯中信号传播的主要载体是光纤，它的结构如图所示，可看成一段直线，其内芯和外套的材料不同，光在内芯中传播。下列关于光纤的说法中正确的是（ ）
A．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
B．内芯的折射率比外套的大，光传播时在外套与外界的界面上发生全反射
C．波长越长的光在光纤中传播的速度越大
D．频率越大的光在光纤中传播的速度越大
10．如图所示，两单色光a、b分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射光合成一束复色光P，已知单色光a、b与法线间的夹角分别为45°和30°，则a光与b光（ ）
A．在玻璃砖中的折射率之比为1：
B．在玻璃砖中的传播时间之比为1：
C．在玻璃砖中的波长之比为：1
D．由该玻璃砖射向真空时临界角之比为：1
11．在光学仪器中，“道威棱镜”被广泛用来进行图形翻转。如图，ABCD是棱镜的横截面，截面是底角为45°的等腰梯形。现有与底面BC平行且频率相同的两束单色光a、b射入AB面，经折射反射，使从CD面射出的光线发生了翻转。已知棱镜材料对该色光的折射率，下列说法正确的是（ ）
A．两束光中，有一束可能会从底面BC射出
B．两束光都不能从底面BC射出，光将从CD面平行于BC射出
C．若光a、b从CD面平行于BC射出，a光离底面BC更近
D．两束光在棱镜中的传播时间相同
12．很细的一束光从真空沿AO方向入射到玻璃侧面的O点，进入玻璃后分成I、II两束光线，光路如图所示，以下分析正确的是（ ）
A．光束I在玻璃中的传播速度较大
B．光束II在玻璃中的折射率较大
C．若光束I为蓝光，则光束II可能为黄光
D．逐渐减小入射角i，光束I在玻璃砖的下表面先发生全反射
13．一束白光从顶角为θ的三棱镜的一边以较大的入射角i射入并通过三棱镜后，在屏P上可得到彩色光带，如图所示，在入射角i逐渐减小到零的过程中，假如屏上的彩色光带先后全部消失，则（ ）
A．红光最先消失，紫光最后消失
B．紫光最先消失，红光最后消失
C．折射后的出射光线向底边BC偏折
D．折射后的出射光线向顶角A偏折
14．一个水平放置的透明球壳内一半的体积充满了某种均质透明胶体，如图所示。为了研究胶体的折射率，用一激光笔从下半部分的C点射向球心O，在球壳的上半部分D点接收到光线。将激光笔从C点向A移动，移动过程中保持光线始终射向球心O。当光线与界面AB的夹角θ为53°时，恰好观察不到从界面AB射向空气的光束。此时（ ）
A．胶体的折射率为1.25
B．胶体的折射率为1.67
C．激光在胶体中的传播速度为
D．θ为53°时激光在胶体中的传播时间为
15．一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．此介质的折射率等于1.5
B．此介质的折射率等于
C．入射角小于45°时可能发生全反射现象
D．无论入射角怎样变化，都不能发生全反射现象
3．C
【详解】光路图如下所示
设以图中入射角如何时刚好能在光导纤维内壁发生全反射，则由折射定律
解得
所以入射角必须满足
当入射角为45°时，即时，解得
所以，则光在光导纤维中传播时间为
而光在光导纤维中传播的速度为
解得
故选C。
4．D
【详解】A．根据折射率定义有
解得
A错误；
B．根据折射率与波速的关系有
激光束在玻璃中穿越的时间为
解得
B错误；
C．光在传播过程中频率不变，光在玻璃球中频率与真空中的相等，C错误；
D．根据折射光路可知，B位置处的折射角与D位置处的入射角相等，根据光路可逆，可知细激光束不可能在球表面处发生全反射，D正确。
故选D。
5．D
【详解】全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，折射率大的介质相对于折射率小的介质是光密介质，同一种光在不同介质中传播，传播速度小的介质相对于传播速度大的介质是光密介质。
故选D。
6．D
【详解】入射角i逐渐增大时折射角r也逐渐增大，i逐渐减小时r也逐渐减小，因为光是由光疏介质进入光密介质，不可能发生全反射现象。
故选D。
7．D
【详解】如图所示，由几何关系可得
光束射到AB边时，根据光的折射定律有
当光束射到AC边时，恰好发生全反射有
联立以上两式解得
故选D。
8．A
【详解】A．a、b两束光的光路图如图所示
对a光，根据光的折射定律有
由图可知
则
故a光的出射光和入射光相互平行；
同理可得，b光的出射光和入射光相互平行，所以a、b两束出射光平行，故A正确；
B．发生干涉的条件之一是两束光频率相同，由图可知，两束光在介质中的折射率的关系
折射率越大，光的波长越小，频率越大，故B错误；
C． 根据公式
可得
故C错误；
D．根据临界角与折射率的关系
可得
故D错误。
故选A。
9．C
【详解】AB．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射。AB错误；
CD．波长越长，光在内芯中的折射率越小，频率越大，光在内芯中的折射率越大，根据可知，波长越长的光在光纤中传播的速度越大。C正确，D错误。
故选C。
10．ABC
【详解】A．根据折射定律可得
所以
故A正确；
B．根据光在介质中的传播速度与折射率的关系
可得所以光在介质中的传播时间之比为
故B正确；
C．光在介质中的波长之比为
故C正确；
D．根据临界角与折射率的关系
可得
故D错误。
故选ABC。
11．BCD
【详解】A．光路图如图所示
根据几何关系有
根据折射定律
解得
所以
说明光线在BC边发生全反射，故A错误；
B．根据几何关系
解得
说明光线从CD面平行于BC射出，故B正确；
CD．由图可知，两束光在介质中的路程相等，且a光的出射光线离BC更近，故CD正确。
故选BCD。
12．CD
【详解】AB．光束I在玻璃中的偏折程度较大，则折射率较大，根据
则光束II在玻璃中的传播速度较大，故AB错误；
C．光束I的折射率较大，则频率较大；因蓝光的频率大于黄光，所以若光束I为蓝光，则光束II可能为黄光，故C正确；
D．根据
可知，光束II临界角较大；逐渐减小入射角i，则两光束在玻璃砖下表面的入射角变大，则光束I在玻璃砖的下表面先发生全反射，故D正确。
故选CD。
13．BC
【详解】白光从AB面射入玻璃后，由于紫光偏折程度大，到达另一侧面AC时的入射角较大，玻璃对紫光的折射率大，根据
可知其临界角最小，故随着入射角i的减小，进入玻璃后的各色光中紫光首先发生全反射不再从AC面射出，红光最后消失，通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向三棱镜底边BC偏折，AD错误，BC正确。
故选BC。
14．BD
【详解】AB．由题知当光线与界面AB的夹角θ为53°时，恰好观察不到从界面AB射向空气的光束，则说明此时光线发生了全反射，有
，C = 37°
代入数据有
n = 1.67
A错误、B正确；
C．根据波速与折射率的关系有
C错误；
D．由于θ为53°时激光在胶体中的传播的距离
s = 2R
根据选项C有
D正确。
故选BD。
15．BD
【详解】AB．折射率
A错误、B正确；
CD．全反射必须从光密介质射入光疏介质，真空射向介质不可能发生全反射，C错误、D正确。
故选BD。
知识梳理
考点归纳
巩固练习
参考答案
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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