4.2 全反射 （巩固）练习—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册（ Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 4.2 全反射 （巩固）练习—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册（ Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 325.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-04-16 09:19:36 | ||
图片预览
文档简介
2020-2021学年第二学期高二物理人教版（2019）选择性必修第一册第四章第二节全反射巩固练习
一、单选题
1．如图所示，一截面为直角三角形的玻璃砖，false，一细激光束自false中点false垂直false射入玻璃砖，在false面恰好发生全反射。光线第一次射到false边时，自false边折射出的光线与false边夹角为false，则false为（ ）
A．false B．false C．false D．false
2．频率不同的两束单色光1和2均以45°角从同一点射入一厚玻璃砖，其光路如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．在玻璃砖中单色光1的波长大于单色光2的波长
B．在玻璃砖中单色光1的传播速度小于单色光2的传播速度
C．光从玻璃砖射向空气发生全反射时，单色光1的临界角大于单色光2的临界角
D．单色光1通过玻璃砖所需的时间大于单色光2通过玻璃砖所需的时间
3．如图所示，半圆AOB为透明柱状介质的横截面，半径为R，折射率为false，建立直角坐标系Oxy，y轴与直径AB平行，且与半圆相切于原点O。一束平行单色光沿x轴正方向射向整个介质，欲使所有平行光线都不能到达x轴正半轴，需紧贴直径AB放置—遮光板，则该遮光板沿y轴方向的长度至少为（不考虑反射光的影响）（ ）
A．false B．false C．false D．false
4．打磨某剖面如图所示的宝石时，必须将false边与轴线的夹角false切磨在false的范围内，才能使从false边垂直入射的光线，在false边和false边都发生全反射（仅考虑如图所示的光线第一次射到false边并反射到false边后射向false边的情况），则下列判断正确的是（ ）
A．若false，光线一定在false边发生全反射 B．若false，光线会从false边射出
C．若false，光线会从false边射出 D．若false，光线会在false边发生全反射
5．如图所示，一平行光恰好完整的射在半圆玻璃的上表面，在距离玻璃上表面8 m的正下方有一足够长的长方形玻璃，且长方形玻璃的厚度为2 m，现已知玻璃的折射率为false，忽略半圆玻璃的厚度，则从长方形玻璃下表面射出的光线的区域的长度为（ ）
A．false B．false C．false D．false
6．如图所示，折射率为false的三棱镜，横截面为直角三角形ABC，∠A=90°，∠B=30°，D为AB边上一点，且xBD=2xDA。一束平行光平行于BC从AB边射入三棱镜，光在真空中传播的速度为c。下列说法正确的是（ ）
A．光在AB边的折射角为30°
B．光在三棱镜中的传播速度为falsec
C．光从BD之间入射，能从BC边射出
D．光从AD之间入射，能从AC边射出
7．图1是测定半圆柱形玻璃砖的折射率n的示意图，O是圆心，MN是法线。一束单色光线以入射角i=30°由玻璃砖内部射向O点，折射角为r，当入射角增大到也为r时，恰好无光线从玻璃砖的上表面射出。让该单色光分别通过宽度不同的单缝a、b后，得到图2所示的衍射图样（光在真空中的传播速度为c）。则下列说法错误的是（ ）
A．此光在玻璃砖中的全反射临界角为60°
B．玻璃砖的折射率n=false
C．此光在玻璃砖中的传播速度v=falsec
D．单缝b宽度较大
8．某玻璃棱镜的截面如图所示，由半径为R的四分之一圆和直角三角形构成，false，玻璃折射率为false，一平行细光束从false边上的D点射入该玻璃棱镜，false，以下判断正确的是（ ）
A．有光从false边射出 B．有光从false边水平射出
C．有光从false边射出 D．有光从false边射出
9．如图所示，由单色光a、b组成的复色光束false从某种均匀介质中射入真空中，被分成false两束光沿图示方向射出，其中false光束只含单色光b，由此可知（ ）
A．减小复色光束false的入射角，折射光束一定出现两束
B．在该介质中，a的波长较短，速度较大
C．复色光束false中b的波长等于false光束中b的波长
D．复色光束false中a的波长小于false光束中b的波长
10．为了研究某种透明新材料的光学性质，将其压制成半圆柱形，横截面如图（a）所示。一束激光由真空沿半圆柱体的径向射入，与过O点的法线成false角。CD为光传感器，用以探测光的强度。从AB面反射回来的光的强度随false角变化的情况如图（b）所示。已知sinfalse=0.8，该材料的折射率为（ ）
A．false B．false C．false D．false
11．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false，水面上发光区域的面积时大时小，设水的折射率为false，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
12．如图所示，在平静的水面下深h处有一单色点光源S，它发出的光在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，已知该单色光的折射率为n，则下列说法正确的是（ ）
A．该单色光在水中的波长比空气中长
B．圆形区域的面积为false
C．当点光源S竖直向下匀速运动时，圆形区域的边缘向外做匀速运动
D．当点光源S竖直向下匀速运动时，圆形区域的边缘向外做加速运动
13．如图，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色光束从柱体的O点（半圆的圆心）射向空气，入射角false，产生的反射光束1和折射光束2恰好垂直，下列说法正确的是（ ）
A．玻璃的折射率为false
B．光线1和光线2的传播速度相同
C．光线1和光线2的传播频率相同
D．无论α增加到多大，都不可能发生全发射
14．如图所示是一半径为false的玻璃球体，false为球心，false为水平直径。false是竖直放置的光屏且与玻璃球体相切与false点，一束单色光线从false点沿false方向射出，出射光线false垂直于光屏，已知false，光在真空中的传播速度为false，则下列选项错误的是（ ）
A．此玻璃的折射率为false
B．光从false点传播到false点需用时false
C．该玻璃球的临界角应小于45°
D．光从A点传播到false点与从false点传播到false点的时间之比为false
二、解答题
15．如图为一半径为R的玻璃半圆柱体的截面，一束单色光射向该半圆柱体，入射点为B。（单色光在空气中的速度为c）
(1)改变光线的人射方向，当人射角α=60°时，光线恰好能从OA中点垂直射出，求该玻璃半圆柱体的折射率；
(2)再次改变入射光线的方向，当人射角α=30°，且光线竖直向下时，求这束光进人半圆柱体后，经多长时间从OA射出。
16．两束平行的单色光a和单色光b，从玻璃直角三棱镜的AB边垂直射入。三棱镜对单色光a的折射率为false，对单色光b的折射率为false。AB边长为5S，AD长为S，AE长为2S，θ=30°，光在真空中的速度为c，求：
①两束光从三棱镜中首次射出的方向；
②两束光在三棱镜中从射入到首次射出传播的时间。
17．如图甲所示为某半径为false的半球形透明介质的截面，false为半圆的直径，false为圆心，在false点左侧，一束单色光从false上的false点垂直false射入半球形介质，在圆弧上恰好发生全反射，false。
（1）求该半球形透明介质的折射率；
（2）若将该透明介质制成截面为直角三角形的透明体，如图乙所示，false，false边的长度为false，令上述单色光的平行光束从false边以false角入射，求false边和false边上有光射出的区域的长度之和（不考虑光在介质中二次反射）。
18．用某种透明材料制成的一块柱体棱镜的水平截面图如图所示，ABC为半径为R的false圆，圆心为C，角D为30°，一包含两种频率的a、b光均平行于AD边且正对C点沿半径射入棱镜，在C点全反射后，最后a光从AD边上某点射出，出射光线平行底边BD，b光从CD边上某点（不含C、D点）射出，光速为c，求：
①射出棱镜出射光线a与b的夹角；
②a光线在棱镜中传播的时间t。
参考答案
1．A 2．B 3．A 4．D 5．D 6．A 7．A 8．D 9．D 10．A 11．D 12．C 13．C 14．D
15．(1)n =false；(2)false
16．①见解析；②false，false
17．（1）false；（2）false
18．①90°；②false
一、单选题
1．如图所示，一截面为直角三角形的玻璃砖，false，一细激光束自false中点false垂直false射入玻璃砖，在false面恰好发生全反射。光线第一次射到false边时，自false边折射出的光线与false边夹角为false，则false为（ ）
A．false B．false C．false D．false
2．频率不同的两束单色光1和2均以45°角从同一点射入一厚玻璃砖，其光路如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．在玻璃砖中单色光1的波长大于单色光2的波长
B．在玻璃砖中单色光1的传播速度小于单色光2的传播速度
C．光从玻璃砖射向空气发生全反射时，单色光1的临界角大于单色光2的临界角
D．单色光1通过玻璃砖所需的时间大于单色光2通过玻璃砖所需的时间
3．如图所示，半圆AOB为透明柱状介质的横截面，半径为R，折射率为false，建立直角坐标系Oxy，y轴与直径AB平行，且与半圆相切于原点O。一束平行单色光沿x轴正方向射向整个介质，欲使所有平行光线都不能到达x轴正半轴，需紧贴直径AB放置—遮光板，则该遮光板沿y轴方向的长度至少为（不考虑反射光的影响）（ ）
A．false B．false C．false D．false
4．打磨某剖面如图所示的宝石时，必须将false边与轴线的夹角false切磨在false的范围内，才能使从false边垂直入射的光线，在false边和false边都发生全反射（仅考虑如图所示的光线第一次射到false边并反射到false边后射向false边的情况），则下列判断正确的是（ ）
A．若false，光线一定在false边发生全反射 B．若false，光线会从false边射出
C．若false，光线会从false边射出 D．若false，光线会在false边发生全反射
5．如图所示，一平行光恰好完整的射在半圆玻璃的上表面，在距离玻璃上表面8 m的正下方有一足够长的长方形玻璃，且长方形玻璃的厚度为2 m，现已知玻璃的折射率为false，忽略半圆玻璃的厚度，则从长方形玻璃下表面射出的光线的区域的长度为（ ）
A．false B．false C．false D．false
6．如图所示，折射率为false的三棱镜，横截面为直角三角形ABC，∠A=90°，∠B=30°，D为AB边上一点，且xBD=2xDA。一束平行光平行于BC从AB边射入三棱镜，光在真空中传播的速度为c。下列说法正确的是（ ）
A．光在AB边的折射角为30°
B．光在三棱镜中的传播速度为falsec
C．光从BD之间入射，能从BC边射出
D．光从AD之间入射，能从AC边射出
7．图1是测定半圆柱形玻璃砖的折射率n的示意图，O是圆心，MN是法线。一束单色光线以入射角i=30°由玻璃砖内部射向O点，折射角为r，当入射角增大到也为r时，恰好无光线从玻璃砖的上表面射出。让该单色光分别通过宽度不同的单缝a、b后，得到图2所示的衍射图样（光在真空中的传播速度为c）。则下列说法错误的是（ ）
A．此光在玻璃砖中的全反射临界角为60°
B．玻璃砖的折射率n=false
C．此光在玻璃砖中的传播速度v=falsec
D．单缝b宽度较大
8．某玻璃棱镜的截面如图所示，由半径为R的四分之一圆和直角三角形构成，false，玻璃折射率为false，一平行细光束从false边上的D点射入该玻璃棱镜，false，以下判断正确的是（ ）
A．有光从false边射出 B．有光从false边水平射出
C．有光从false边射出 D．有光从false边射出
9．如图所示，由单色光a、b组成的复色光束false从某种均匀介质中射入真空中，被分成false两束光沿图示方向射出，其中false光束只含单色光b，由此可知（ ）
A．减小复色光束false的入射角，折射光束一定出现两束
B．在该介质中，a的波长较短，速度较大
C．复色光束false中b的波长等于false光束中b的波长
D．复色光束false中a的波长小于false光束中b的波长
10．为了研究某种透明新材料的光学性质，将其压制成半圆柱形，横截面如图（a）所示。一束激光由真空沿半圆柱体的径向射入，与过O点的法线成false角。CD为光传感器，用以探测光的强度。从AB面反射回来的光的强度随false角变化的情况如图（b）所示。已知sinfalse=0.8，该材料的折射率为（ ）
A．false B．false C．false D．false
11．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false，水面上发光区域的面积时大时小，设水的折射率为false，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
12．如图所示，在平静的水面下深h处有一单色点光源S，它发出的光在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，已知该单色光的折射率为n，则下列说法正确的是（ ）
A．该单色光在水中的波长比空气中长
B．圆形区域的面积为false
C．当点光源S竖直向下匀速运动时，圆形区域的边缘向外做匀速运动
D．当点光源S竖直向下匀速运动时，圆形区域的边缘向外做加速运动
13．如图，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色光束从柱体的O点（半圆的圆心）射向空气，入射角false，产生的反射光束1和折射光束2恰好垂直，下列说法正确的是（ ）
A．玻璃的折射率为false
B．光线1和光线2的传播速度相同
C．光线1和光线2的传播频率相同
D．无论α增加到多大，都不可能发生全发射
14．如图所示是一半径为false的玻璃球体，false为球心，false为水平直径。false是竖直放置的光屏且与玻璃球体相切与false点，一束单色光线从false点沿false方向射出，出射光线false垂直于光屏，已知false，光在真空中的传播速度为false，则下列选项错误的是（ ）
A．此玻璃的折射率为false
B．光从false点传播到false点需用时false
C．该玻璃球的临界角应小于45°
D．光从A点传播到false点与从false点传播到false点的时间之比为false
二、解答题
15．如图为一半径为R的玻璃半圆柱体的截面，一束单色光射向该半圆柱体，入射点为B。（单色光在空气中的速度为c）
(1)改变光线的人射方向，当人射角α=60°时，光线恰好能从OA中点垂直射出，求该玻璃半圆柱体的折射率；
(2)再次改变入射光线的方向，当人射角α=30°，且光线竖直向下时，求这束光进人半圆柱体后，经多长时间从OA射出。
16．两束平行的单色光a和单色光b，从玻璃直角三棱镜的AB边垂直射入。三棱镜对单色光a的折射率为false，对单色光b的折射率为false。AB边长为5S，AD长为S，AE长为2S，θ=30°，光在真空中的速度为c，求：
①两束光从三棱镜中首次射出的方向；
②两束光在三棱镜中从射入到首次射出传播的时间。
17．如图甲所示为某半径为false的半球形透明介质的截面，false为半圆的直径，false为圆心，在false点左侧，一束单色光从false上的false点垂直false射入半球形介质，在圆弧上恰好发生全反射，false。
（1）求该半球形透明介质的折射率；
（2）若将该透明介质制成截面为直角三角形的透明体，如图乙所示，false，false边的长度为false，令上述单色光的平行光束从false边以false角入射，求false边和false边上有光射出的区域的长度之和（不考虑光在介质中二次反射）。
18．用某种透明材料制成的一块柱体棱镜的水平截面图如图所示，ABC为半径为R的false圆，圆心为C，角D为30°，一包含两种频率的a、b光均平行于AD边且正对C点沿半径射入棱镜，在C点全反射后，最后a光从AD边上某点射出，出射光线平行底边BD，b光从CD边上某点（不含C、D点）射出，光速为c，求：
①射出棱镜出射光线a与b的夹角；
②a光线在棱镜中传播的时间t。
参考答案
1．A 2．B 3．A 4．D 5．D 6．A 7．A 8．D 9．D 10．A 11．D 12．C 13．C 14．D
15．(1)n =false；(2)false
16．①见解析；②false，false
17．（1）false；（2）false
18．①90°；②false