4.2 全反射 （培优）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含答案）
文档属性
| 名称 | 4.2 全反射 （培优）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含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 318.8KB | ||
| 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 16:21:19 | ||
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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培优练习
一、单选题
1．如图所示，等腰三角形ABC为一棱镜的横截面（AB=AC）。一束光线垂直于AB入射，恰好在AC面上发生全反射，并垂直于BC射出棱镜。则该棱镜的折射率为（ ）
A．false B．1.5 C．false D．false
2．测定折射率是鉴定宝石真假的一种方法。如图所示，ABCDE为某种宝石的截面图，falsefalse，现使一束红光以入射角false射到AC边上某点，在CE边中点M发生全反射，并从ED边上N点折射出，其中false，false，则（ ）
A．该宝石的折射率false
B．红光从入射到N点射出经历的时间为false
C．调整红光的入射角i，可使光线在ED边上发生全反射
D．换成蓝光进行鉴定，光线有可能在ED边上发生全反射
3．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=false，光在真空中的传播速度为c，false，则（ ）
A．光在棱镜中的传播速度为false
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false
D．光束从BC面出射后仍平行，宽度变为false
4．图为“水流导光”，实验装置．长直开口透明塑料瓶内装有适量清水，在其底侧开一小孔，水从小孔流出形成弯曲不散开的水流，用细激光束透过塑料瓶水平射向该小孔，观察到激光束没有完全被限制在水流内传播，下列操作有助于激光束完全被限制在水流内传播的是( )
A．增大该激光的强度
B．向瓶内再加适量清水
C．改用频率更低的激光
D．改用折射率更小的液体
5．如图所示，为一个均匀透明介质球，球心位于O点，半径为R。一束单色光从真空中沿DC方向平行于直径AOB射到介质球上的C点，DC与AB的距离false，若该光束射入球体经一次反射后由E点再次折射回真空中，此时的出射光线刚好与入射光线平行，已知光在真空中的速度为c，则( )
A．介质球的折射率为n＝3
B．若增大入射光的频率，则该出射光线仍与入射光线平行
C．光束从C点射入到从E点射出所经历的总时间为false
D．若介质球的折射率增大，光线可能在介质球的内表面CBE区域的某位置发生全反射
6．如图所示，真空中一半径为R，质量分布均匀的玻璃球，频率为f的细激光束在真空中沿直线BC传播，于玻璃球表面的C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∠COD＝120°，玻璃球对该激光的折射率为false，则下列说法中正确的是（ ）
A．激光束在C点的入射角false
B．此激光束在玻璃中穿越的时间为false ?（其中c为光在真空中的传播速度）
C．减小入射角false的大小，细激光束在璃中穿越的时间减少
D．改变入射角false的大小，细激光束可能在球表面D处发生全反射
7．酷热的夏天，在平坦的柏油公路上你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片“水面”，似乎还能看到远处车、人的倒影。但当你靠近“水面”时，它也随你的靠近而后退，该现象是由下列光的哪种现象造成的（ ）
A．光的折射 B．光的全反射 C．光的干射 D．光的衍射
8．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false
B．光线从B到D需用时false
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
9．光导纤维技术在现代生产、生活与科技方面得到了广泛的应用。如图所示是一个质量分布均匀的有机玻璃圆柱的横截面，B、C为圆上两点，一束单色光沿AB方向射入，然后从C点射出，已知∠ABO＝127°，∠BOC＝120°，真空中光速为c＝3×108m/s，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。则（ ）
A．光在该有机玻璃中的传播速度为1.875×108m/s
B．光在该有机玻璃中的折射率为1.8
C．光在该有机玻璃中发生全反射的临界角为53°
D．若将该材料做成长300km的光导纤维，此单色光在光导纤维中传播的最短时间为1×10－3s
10．如图，在某种液体内，有一轴截面为正三角形的薄壁透明圆锥罩ABC，底面水平，罩内为空气。发光点D位于AB中点，发出的垂直于BC的光恰好不能射出液面。下列说法正确的是（ ）
A．D发出的光照射到CB界面时可能发生全反射
B．液面上方能够看到透明罩所有位置都被照亮
C．液体的折射率为false
D．液体的折射率为false
11．折射率为false的某种透明玻璃圆柱体横截面如图所示，O点为圆心，一束单色光线从A点射入，入射角为θ，经B点射出，射出时的折射角为α，真空中的光速为c，下列说法正确的是（ ）
A．光线进入玻璃后频率变大
B．若θ增大，光线在圆柱体内可能会发生全反射
C．若θ增大，α可能变小
D．光线在玻璃中的速度为false
12．一潜水员在水深为h的地方向水面观察时，发现整个天空及远处地面的景物均呈现在水面处的一圆形区域内。已知水的折射率为n，则圆形区域的半径为 （ ）
A．nh B．false C．false h D．false
13．目前，移动和电信公司都升级了200M光纤入户，网速更快，使用更方便，光纤信号传输利用了光的全反射和折射原理，下面是某种单色光在光纤中的传播路径经过多次全反射后从右端射出。若该介质的折射率为false，则关于false的大小，下列判断正确的是（ ）
A．false<60° B．false<30°
C．false>30° D．false<30°
14．一柱状容器的高为false，底面是边长为false的正方形，容器内装满某种透明液体。过容器中心轴false、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示。容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料。在剖面图的左下角处有一点光源，其发出的红光经过容器内部相应光路后有两束相互垂直的光从液体上表面的false点射出，则（ ）
A．该透明液体对红光的折射率为false
B．红光在透明液体中的传播速度为false
C．红光从空气到透明液体的临界角为false
D．将红光改为紫光后从false点射出的两束光夹角为锐角
二、解答题
15．某棱镜的横截面如图所示。在等腰直角三角形ABC中，false，O点为半圆的圆心，半径为R，BC为半圆的直径。现有一束平行单色光垂直于AB边由空气射入棱镜。入射点到B点的距离为false的光线，在AC上发生全反射之后刚好不能从圆面射出。不考虑被圆面的内表面反射后的光线。
（1）求棱镜对该光的折射率；
（2）要使光线能从圆面射出，求其在AB边上的入射点到B点的距离d的范围。
16．一块玻璃砖的横截面如图所示：以虚线为界，左边部分是半径为R的半圆；右边部分是一个等腰直角三角形。现有一束平行光垂直投射在整个直边false上，已知这种玻璃的折射率false，false。
①这束光进入玻璃第一次投射到斜边false上时，能否发生折射穿出玻璃砖？简述理由。
②这束光经false边反射后，有一部分能从圆弧边射出。试求其中在玻璃砖内传播的最短路程。
17．由某种匀质透明材料制成的工件，其横截面如图所示，右侧是半径为R的false圆，O为圆心：左侧是长OB=2R，宽OD=R的长方形。现有一束与BC边平行的红色光线，从工件的E点射入，∠COE =60°。该透明材料对红色光的折射率为false，光在真空中传播的速度为c。
(1)光线第一次到达BC边是否会发生全反射？说明理由；
(2)不考虑多次反射，求从AB边射出的光线在工件内传播的时间。
18．一块厚度为h的平板玻璃水平放置，其下表面中心有一点光源S，其中一条光线斜射到玻璃上表面A点，它的反射光线与折射光线恰好垂直（图中未画出），已知点光源S到A点的距离为l。
(1)求玻璃的折射率；
(2)若在玻璃板上表面放置一块遮光板，使遮光板完全挡住从点光源S发出的光线不射出上表面（不考虑反射），遮光板面积至少多大?
参考答案
1．A 2．B 3．C 4．B 5．C 6．B 7．B 8．D 9．A 10．C 11．D 12．D 13．C 14．A
15．（1）false；（2）false
16．①入射角为false，大于临界角C，发生全反射而不能穿越false边；②false
17．(1)会发生全反射，理由见解析；(2)false
18．(1)false；(2)false
一、单选题
1．如图所示，等腰三角形ABC为一棱镜的横截面（AB=AC）。一束光线垂直于AB入射，恰好在AC面上发生全反射，并垂直于BC射出棱镜。则该棱镜的折射率为（ ）
A．false B．1.5 C．false D．false
2．测定折射率是鉴定宝石真假的一种方法。如图所示，ABCDE为某种宝石的截面图，falsefalse，现使一束红光以入射角false射到AC边上某点，在CE边中点M发生全反射，并从ED边上N点折射出，其中false，false，则（ ）
A．该宝石的折射率false
B．红光从入射到N点射出经历的时间为false
C．调整红光的入射角i，可使光线在ED边上发生全反射
D．换成蓝光进行鉴定，光线有可能在ED边上发生全反射
3．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=false，光在真空中的传播速度为c，false，则（ ）
A．光在棱镜中的传播速度为false
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false
D．光束从BC面出射后仍平行，宽度变为false
4．图为“水流导光”，实验装置．长直开口透明塑料瓶内装有适量清水，在其底侧开一小孔，水从小孔流出形成弯曲不散开的水流，用细激光束透过塑料瓶水平射向该小孔，观察到激光束没有完全被限制在水流内传播，下列操作有助于激光束完全被限制在水流内传播的是( )
A．增大该激光的强度
B．向瓶内再加适量清水
C．改用频率更低的激光
D．改用折射率更小的液体
5．如图所示，为一个均匀透明介质球，球心位于O点，半径为R。一束单色光从真空中沿DC方向平行于直径AOB射到介质球上的C点，DC与AB的距离false，若该光束射入球体经一次反射后由E点再次折射回真空中，此时的出射光线刚好与入射光线平行，已知光在真空中的速度为c，则( )
A．介质球的折射率为n＝3
B．若增大入射光的频率，则该出射光线仍与入射光线平行
C．光束从C点射入到从E点射出所经历的总时间为false
D．若介质球的折射率增大，光线可能在介质球的内表面CBE区域的某位置发生全反射
6．如图所示，真空中一半径为R，质量分布均匀的玻璃球，频率为f的细激光束在真空中沿直线BC传播，于玻璃球表面的C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∠COD＝120°，玻璃球对该激光的折射率为false，则下列说法中正确的是（ ）
A．激光束在C点的入射角false
B．此激光束在玻璃中穿越的时间为false ?（其中c为光在真空中的传播速度）
C．减小入射角false的大小，细激光束在璃中穿越的时间减少
D．改变入射角false的大小，细激光束可能在球表面D处发生全反射
7．酷热的夏天，在平坦的柏油公路上你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片“水面”，似乎还能看到远处车、人的倒影。但当你靠近“水面”时，它也随你的靠近而后退，该现象是由下列光的哪种现象造成的（ ）
A．光的折射 B．光的全反射 C．光的干射 D．光的衍射
8．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false
B．光线从B到D需用时false
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
9．光导纤维技术在现代生产、生活与科技方面得到了广泛的应用。如图所示是一个质量分布均匀的有机玻璃圆柱的横截面，B、C为圆上两点，一束单色光沿AB方向射入，然后从C点射出，已知∠ABO＝127°，∠BOC＝120°，真空中光速为c＝3×108m/s，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。则（ ）
A．光在该有机玻璃中的传播速度为1.875×108m/s
B．光在该有机玻璃中的折射率为1.8
C．光在该有机玻璃中发生全反射的临界角为53°
D．若将该材料做成长300km的光导纤维，此单色光在光导纤维中传播的最短时间为1×10－3s
10．如图，在某种液体内，有一轴截面为正三角形的薄壁透明圆锥罩ABC，底面水平，罩内为空气。发光点D位于AB中点，发出的垂直于BC的光恰好不能射出液面。下列说法正确的是（ ）
A．D发出的光照射到CB界面时可能发生全反射
B．液面上方能够看到透明罩所有位置都被照亮
C．液体的折射率为false
D．液体的折射率为false
11．折射率为false的某种透明玻璃圆柱体横截面如图所示，O点为圆心，一束单色光线从A点射入，入射角为θ，经B点射出，射出时的折射角为α，真空中的光速为c，下列说法正确的是（ ）
A．光线进入玻璃后频率变大
B．若θ增大，光线在圆柱体内可能会发生全反射
C．若θ增大，α可能变小
D．光线在玻璃中的速度为false
12．一潜水员在水深为h的地方向水面观察时，发现整个天空及远处地面的景物均呈现在水面处的一圆形区域内。已知水的折射率为n，则圆形区域的半径为 （ ）
A．nh B．false C．false h D．false
13．目前，移动和电信公司都升级了200M光纤入户，网速更快，使用更方便，光纤信号传输利用了光的全反射和折射原理，下面是某种单色光在光纤中的传播路径经过多次全反射后从右端射出。若该介质的折射率为false，则关于false的大小，下列判断正确的是（ ）
A．false<60° B．false<30°
C．false>30° D．false<30°
14．一柱状容器的高为false，底面是边长为false的正方形，容器内装满某种透明液体。过容器中心轴false、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示。容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料。在剖面图的左下角处有一点光源，其发出的红光经过容器内部相应光路后有两束相互垂直的光从液体上表面的false点射出，则（ ）
A．该透明液体对红光的折射率为false
B．红光在透明液体中的传播速度为false
C．红光从空气到透明液体的临界角为false
D．将红光改为紫光后从false点射出的两束光夹角为锐角
二、解答题
15．某棱镜的横截面如图所示。在等腰直角三角形ABC中，false，O点为半圆的圆心，半径为R，BC为半圆的直径。现有一束平行单色光垂直于AB边由空气射入棱镜。入射点到B点的距离为false的光线，在AC上发生全反射之后刚好不能从圆面射出。不考虑被圆面的内表面反射后的光线。
（1）求棱镜对该光的折射率；
（2）要使光线能从圆面射出，求其在AB边上的入射点到B点的距离d的范围。
16．一块玻璃砖的横截面如图所示：以虚线为界，左边部分是半径为R的半圆；右边部分是一个等腰直角三角形。现有一束平行光垂直投射在整个直边false上，已知这种玻璃的折射率false，false。
①这束光进入玻璃第一次投射到斜边false上时，能否发生折射穿出玻璃砖？简述理由。
②这束光经false边反射后，有一部分能从圆弧边射出。试求其中在玻璃砖内传播的最短路程。
17．由某种匀质透明材料制成的工件，其横截面如图所示，右侧是半径为R的false圆，O为圆心：左侧是长OB=2R，宽OD=R的长方形。现有一束与BC边平行的红色光线，从工件的E点射入，∠COE =60°。该透明材料对红色光的折射率为false，光在真空中传播的速度为c。
(1)光线第一次到达BC边是否会发生全反射？说明理由；
(2)不考虑多次反射，求从AB边射出的光线在工件内传播的时间。
18．一块厚度为h的平板玻璃水平放置，其下表面中心有一点光源S，其中一条光线斜射到玻璃上表面A点，它的反射光线与折射光线恰好垂直（图中未画出），已知点光源S到A点的距离为l。
(1)求玻璃的折射率；
(2)若在玻璃板上表面放置一块遮光板，使遮光板完全挡住从点光源S发出的光线不射出上表面（不考虑反射），遮光板面积至少多大?
参考答案
1．A 2．B 3．C 4．B 5．C 6．B 7．B 8．D 9．A 10．C 11．D 12．D 13．C 14．A
15．（1）false；（2）false
16．①入射角为false，大于临界角C，发生全反射而不能穿越false边；②false
17．(1)会发生全反射，理由见解析；(2)false
18．(1)false；(2)false