4.2全反射——高二物理人教版（2019）选择性必修一随堂小练（含解析）
文档属性
| 名称 | 4.2全反射——高二物理人教版（2019）选择性必修一随堂小练（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 340.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-10-01 10:24:02 | ||
图片预览
文档简介
4.2 全反射——高二物理人教版（2019）选择性必修一随堂小练
1.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.这是光的干涉现象
B.在真空中光束b的波长大于光束c的波长
C.玻璃砖对光束b的折射率大于对光束c的折射率
D.在玻璃砖中光束b的传播速度大于光束c的传播速度
2.城市公园亮化设计为城市树立了良好形象，如图所示，某公园水池底面有一半径为r的圆形线光源，圆面离水面的距离为h，在水面上形成一个亮环，已知水对光的折射率为n，则亮环的面积大小为( )
A. B. C. D.
3.倒挂的彩虹被叫作“天空的微笑”，是由薄且均匀的卷云里面大量扁平的六角片状冰晶（如图甲所示）折射形成。光线从冰晶的上表面进入，经折射从侧面射出，当太阳高度角α增大到某一临界值，侧面的折射光线因发生全反射而消失不见，简化光路如图乙所示，以下分析正确的是( )
A.光线有可能在下表面发生全反射
B.光线从空气进入冰晶后传播速度变大
C.红光在冰晶中的传播速度比紫光在冰晶中的传播速度大
D.随太阳高度角α增大，红光比紫光先在侧面发生全反射
4.是一直角三棱镜的横截面，∠A=90°，∠B=30°.一细光束从AB边以平行于BC边的方向入射后直接射到AC边，恰好在AC边发生全反射，则棱镜的折射率为( )
A. B. C. D.
5.“香炉初上日，瀑水喷成虹”，古人对彩虹的形成早就有过思考。当太阳光照射到空气中的水滴时，光线被折射及反射后，便形成了彩虹。如图所示，一束太阳光射入球形水滴，a、b是两条频率不同的出射光线，下列说法正确的是( )
A.a光的频率大于b光的频率
B.用同一装置做双缝干涉实验，a光产生的条纹间距较小
C.用同一装置做单缝衍射实验，b光产生的中央亮条纹较宽
D.从同种介质进入空气时，逐渐增加入射角，b光先发生全反射
6.如图，一束光从真空中沿半径射入半球形玻璃砖，在点分为两束单色光。单色光在真空中的波长分别为，该玻璃对单色光的折射率分别为为玻璃砖球心。则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
7.真空中某透明体的横截面为如图所示的等腰直角三角形ABC，斜边长为L，一束单色光垂直AB边射入透明体，恰好在BC边发生全反射后，从AC边射出透明体，已知单色光在真空中的传播速度为c，则单色光在透明体中传播的时间为( )
A. B. C. D.
8.如图所示，真空中一束复色光a沿AO方向射入半圆形玻璃柱体横截面的顶端O，经玻璃折射成b、c两束光。下列说法正确的是( )
A.在玻璃中，b光的波长比c大
B.在玻璃中，b光的传播速度比c大
C.b、c两束光，从玻璃柱出射后相互平行
D.逐渐增大a光的入射角，b光先发生全反射
9.a、b两种单色光组成的光束从玻璃进入空气时，其折射光束如图所示，则关于a、b两束光的说法正确的是( )
A.玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率
B.增大入射角时，a光首先发生全反射
C.a光的频率大于b光的频率
D.在真空中a光的波长大于b光的波长
10.如图所示的直角三角形为某透明三棱镜的横截面，其中，一束单色光平行于AB竖直向下从AC上的D点射入，经BC反射后射到AB的中点E。已知，，光在真空中的速度为c，则下列说法正确的有( )
A.该透明介质对题述单色光的折射率为
B.该单色光在BC上发生的是全反射
C.该单色光在AB上发生的是全反射
D.光从DE的传播时间为
11.如图所示，是两面平行的透明玻璃砖，面和面平行，它们是玻璃和空气的界面，设为界面Ⅰ和界面Ⅱ，光线从界面Ⅰ射入玻璃砖，再从界面Ⅱ射出，回到空气中，如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角，则( )
A.只要入射角足够大，光线在界面Ⅰ上就可能发生全反射现象
B.只要入射角足够大，光线在界面Ⅱ上就可能发生全反射现象
C.不管入射角多大，光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象
D.不管入射角多大，光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象
答案以及解析
1.答案：C
解析：A.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，这是光的色散现象，A错误；
C.由题图可知光束c的折射角大于光束b的折射角，根据折射定律可知
C正确；
B.由于光的折射率越大，其频率越大，波长越短，则b光在真空中的波长较短，B错误；
D.根据知，c光束的折射率小，则c光在棱镜中的传播速度大，D错误。
故选C。
2.答案：C
解析：根据题意，作出光线恰好在A点和B点发生全反射的光路图，其中AB部分有光线射出
根据几何关系可得，，根据全反射临界角有，可得，则有，则亮环的面积大小为，联立解得，故选C。
3.答案：C
解析：A.冰晶上下表面平行，根据折射原理可知，光线从上表面入射的光线与下表面射出的光线平行，故光线不可能在下表面发生全反射，故A错误；
B.光线在空气中的传播速度大于在固体中的传播速度，故B错误；
C.红光的频率小于紫光的频率，则冰晶对红光的折射率小于对紫光的折射率，根据
可知，红光在冰晶中的传播速度比紫光在冰晶中的传播速度大，故C正确；
D.全反射的条件为入射角度达到临界角，根据
可知，冰晶对红光的折射率小于对紫光的折射率的情况下，紫光的临界角更小，更容易发生全反射，即紫光比红光先在侧面发生全反射，故D错误。
故选C。
4.答案：A
解析：设光从AB边射入时折射角为α，射到AC面上N点时入射角为β，光路图如下所示
根据折射定律有光在AC边上恰好发生全反射有又由几何关系知根据三角函数关系有联立上式解得故选A。
5.答案：D
解析：A.a、b两条出射光线均在水滴表面发生折射现象，入射角相同，a光的折射角大于b光的折射角，由折射定律可知，a光的频率小于b光的频率，故A错误；B.因a光的频率小于b光的频率，故a光的波长大于b光的波长，根据可知用同一装置做双缝干涉实验，a光产生的条纹间距较大，故B错误；C.a光的波长大于b光的波长，所以a、b两种光经相同的单缝发生衍射时，a光中央亮条纹更宽，故C错误；D.因a光的频率小于b光的频率，故a光的折射率小于b光的折射率，根据故b光的全反射角小于a光的全反射角，故从同种介质进入空气时，逐渐增加入射角，b光先发生全反射，故D正确。故选D。
6.答案：C
解析：根据全反射临界角公式由图可知单色光a的临界角较小，则有由于玻璃砖对单色光a的折射率较大，则单色光a的频率大于单色光b的频率，则单色光a的波长小于单色光b的波长，即。故选C。
7.答案：B
解析：本题考查光的折射，目的是考查学生的推理论证能力。如图所示，透明体的临界角为45°，透明体的折射率为，单色光在透明体中传播的路程为，单色光在透明体中传播的时间，选项B正确。
8.答案：C
解析：AB.根据图像b光折射率较大，故b光的频率较大，波长较短，在玻璃中传播速度较小，故AB错误；CD.根据光路可逆性，两种色光出射后虽然分开但仍然平行，且不会在下界面发生全反射，故C正确，D错误。故选C。
9.答案：AD
解析：AB.a光的偏折程度小于b光，所以玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率，增大入射角，b光首先发生全反射，选项A正确，B错误；
C.折射率大，频率大，所以a光的频率小于b光的频率，选项C错误；
D.根据
知，a光的频率小，波长大，选项D正确。
故选AD。
10.答案：AC
解析：A.如图
光线在AC边的折射角为α，光线在BC边的入射角与反射角均为β，光线在AB边的入射角为θ，则D关于BC的对称点D在EF线上，由几何知识可得该透明介质对题述单色光的折射率为故A正确;BC.由所以该单色光在BC上发生的不是全反射，该单色光在AB上发生的是全反射，故B错误，C正确;D.由可得该单色光在三棱镜中传播的速度大小为由几何知识可得所以光从DE的传播路程为光从DE的传播时间为，故D错误。故选AC。
11.答案：CD
解析：AC.在界面Ⅰ上，光由空气进入玻璃砖，是由光疏介质进入光密介质，不管入射角多大，都不能发生全反射现象，则A错误，C正确；BD.在界面Ⅱ上，光由玻璃砖进入空气，是由光密介质进入光疏介质，但是，由于界面Ⅰ和界面Ⅱ平行，光由界面Ⅰ进入玻璃砖后再到达界面Ⅱ上的入射角等于在界面Ⅰ上的折射角，因此光在界面Ⅱ上的入射角总是小于全反射临界角，故不会发生全反射现象，则B错误，D正确。故选CD。
1.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.这是光的干涉现象
B.在真空中光束b的波长大于光束c的波长
C.玻璃砖对光束b的折射率大于对光束c的折射率
D.在玻璃砖中光束b的传播速度大于光束c的传播速度
2.城市公园亮化设计为城市树立了良好形象，如图所示，某公园水池底面有一半径为r的圆形线光源，圆面离水面的距离为h，在水面上形成一个亮环，已知水对光的折射率为n，则亮环的面积大小为( )
A. B. C. D.
3.倒挂的彩虹被叫作“天空的微笑”，是由薄且均匀的卷云里面大量扁平的六角片状冰晶（如图甲所示）折射形成。光线从冰晶的上表面进入，经折射从侧面射出，当太阳高度角α增大到某一临界值，侧面的折射光线因发生全反射而消失不见，简化光路如图乙所示，以下分析正确的是( )
A.光线有可能在下表面发生全反射
B.光线从空气进入冰晶后传播速度变大
C.红光在冰晶中的传播速度比紫光在冰晶中的传播速度大
D.随太阳高度角α增大，红光比紫光先在侧面发生全反射
4.是一直角三棱镜的横截面，∠A=90°，∠B=30°.一细光束从AB边以平行于BC边的方向入射后直接射到AC边，恰好在AC边发生全反射，则棱镜的折射率为( )
A. B. C. D.
5.“香炉初上日，瀑水喷成虹”，古人对彩虹的形成早就有过思考。当太阳光照射到空气中的水滴时，光线被折射及反射后，便形成了彩虹。如图所示，一束太阳光射入球形水滴，a、b是两条频率不同的出射光线，下列说法正确的是( )
A.a光的频率大于b光的频率
B.用同一装置做双缝干涉实验，a光产生的条纹间距较小
C.用同一装置做单缝衍射实验，b光产生的中央亮条纹较宽
D.从同种介质进入空气时，逐渐增加入射角，b光先发生全反射
6.如图，一束光从真空中沿半径射入半球形玻璃砖，在点分为两束单色光。单色光在真空中的波长分别为，该玻璃对单色光的折射率分别为为玻璃砖球心。则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
7.真空中某透明体的横截面为如图所示的等腰直角三角形ABC，斜边长为L，一束单色光垂直AB边射入透明体，恰好在BC边发生全反射后，从AC边射出透明体，已知单色光在真空中的传播速度为c，则单色光在透明体中传播的时间为( )
A. B. C. D.
8.如图所示，真空中一束复色光a沿AO方向射入半圆形玻璃柱体横截面的顶端O，经玻璃折射成b、c两束光。下列说法正确的是( )
A.在玻璃中，b光的波长比c大
B.在玻璃中，b光的传播速度比c大
C.b、c两束光，从玻璃柱出射后相互平行
D.逐渐增大a光的入射角，b光先发生全反射
9.a、b两种单色光组成的光束从玻璃进入空气时，其折射光束如图所示，则关于a、b两束光的说法正确的是( )
A.玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率
B.增大入射角时，a光首先发生全反射
C.a光的频率大于b光的频率
D.在真空中a光的波长大于b光的波长
10.如图所示的直角三角形为某透明三棱镜的横截面，其中，一束单色光平行于AB竖直向下从AC上的D点射入，经BC反射后射到AB的中点E。已知，，光在真空中的速度为c，则下列说法正确的有( )
A.该透明介质对题述单色光的折射率为
B.该单色光在BC上发生的是全反射
C.该单色光在AB上发生的是全反射
D.光从DE的传播时间为
11.如图所示，是两面平行的透明玻璃砖，面和面平行，它们是玻璃和空气的界面，设为界面Ⅰ和界面Ⅱ，光线从界面Ⅰ射入玻璃砖，再从界面Ⅱ射出，回到空气中，如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角，则( )
A.只要入射角足够大，光线在界面Ⅰ上就可能发生全反射现象
B.只要入射角足够大，光线在界面Ⅱ上就可能发生全反射现象
C.不管入射角多大，光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象
D.不管入射角多大，光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象
答案以及解析
1.答案：C
解析：A.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，这是光的色散现象，A错误；
C.由题图可知光束c的折射角大于光束b的折射角，根据折射定律可知
C正确；
B.由于光的折射率越大，其频率越大，波长越短，则b光在真空中的波长较短，B错误；
D.根据知，c光束的折射率小，则c光在棱镜中的传播速度大，D错误。
故选C。
2.答案：C
解析：根据题意，作出光线恰好在A点和B点发生全反射的光路图，其中AB部分有光线射出
根据几何关系可得，，根据全反射临界角有，可得，则有，则亮环的面积大小为，联立解得，故选C。
3.答案：C
解析：A.冰晶上下表面平行，根据折射原理可知，光线从上表面入射的光线与下表面射出的光线平行，故光线不可能在下表面发生全反射，故A错误；
B.光线在空气中的传播速度大于在固体中的传播速度，故B错误；
C.红光的频率小于紫光的频率，则冰晶对红光的折射率小于对紫光的折射率，根据
可知，红光在冰晶中的传播速度比紫光在冰晶中的传播速度大，故C正确；
D.全反射的条件为入射角度达到临界角，根据
可知，冰晶对红光的折射率小于对紫光的折射率的情况下，紫光的临界角更小，更容易发生全反射，即紫光比红光先在侧面发生全反射，故D错误。
故选C。
4.答案：A
解析：设光从AB边射入时折射角为α，射到AC面上N点时入射角为β，光路图如下所示
根据折射定律有光在AC边上恰好发生全反射有又由几何关系知根据三角函数关系有联立上式解得故选A。
5.答案：D
解析：A.a、b两条出射光线均在水滴表面发生折射现象，入射角相同，a光的折射角大于b光的折射角，由折射定律可知，a光的频率小于b光的频率，故A错误；B.因a光的频率小于b光的频率，故a光的波长大于b光的波长，根据可知用同一装置做双缝干涉实验，a光产生的条纹间距较大，故B错误；C.a光的波长大于b光的波长，所以a、b两种光经相同的单缝发生衍射时，a光中央亮条纹更宽，故C错误；D.因a光的频率小于b光的频率，故a光的折射率小于b光的折射率，根据故b光的全反射角小于a光的全反射角，故从同种介质进入空气时，逐渐增加入射角，b光先发生全反射，故D正确。故选D。
6.答案：C
解析：根据全反射临界角公式由图可知单色光a的临界角较小，则有由于玻璃砖对单色光a的折射率较大，则单色光a的频率大于单色光b的频率，则单色光a的波长小于单色光b的波长，即。故选C。
7.答案：B
解析：本题考查光的折射，目的是考查学生的推理论证能力。如图所示，透明体的临界角为45°，透明体的折射率为，单色光在透明体中传播的路程为，单色光在透明体中传播的时间，选项B正确。
8.答案：C
解析：AB.根据图像b光折射率较大，故b光的频率较大，波长较短，在玻璃中传播速度较小，故AB错误；CD.根据光路可逆性，两种色光出射后虽然分开但仍然平行，且不会在下界面发生全反射，故C正确，D错误。故选C。
9.答案：AD
解析：AB.a光的偏折程度小于b光，所以玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率，增大入射角，b光首先发生全反射，选项A正确，B错误；
C.折射率大，频率大，所以a光的频率小于b光的频率，选项C错误；
D.根据
知，a光的频率小，波长大，选项D正确。
故选AD。
10.答案：AC
解析：A.如图
光线在AC边的折射角为α，光线在BC边的入射角与反射角均为β，光线在AB边的入射角为θ，则D关于BC的对称点D在EF线上，由几何知识可得该透明介质对题述单色光的折射率为故A正确;BC.由所以该单色光在BC上发生的不是全反射，该单色光在AB上发生的是全反射，故B错误，C正确;D.由可得该单色光在三棱镜中传播的速度大小为由几何知识可得所以光从DE的传播路程为光从DE的传播时间为，故D错误。故选AC。
11.答案：CD
解析：AC.在界面Ⅰ上，光由空气进入玻璃砖，是由光疏介质进入光密介质，不管入射角多大，都不能发生全反射现象，则A错误，C正确；BD.在界面Ⅱ上，光由玻璃砖进入空气，是由光密介质进入光疏介质，但是，由于界面Ⅰ和界面Ⅱ平行，光由界面Ⅰ进入玻璃砖后再到达界面Ⅱ上的入射角等于在界面Ⅰ上的折射角，因此光在界面Ⅱ上的入射角总是小于全反射临界角，故不会发生全反射现象，则B错误，D正确。故选CD。