4.2 全反射（原卷版）

第2节全反射全反射的条件及有关计算问题1．在观察光的全反射实验中，用激光笔从A点照射半圆形玻璃砖的圆心O点，发现有OB、OC两条细光束。当入射光束AO绕O点顺时针转动小角度θ，OB、OC也会随之转动。则（

）A．光束OB顺时针转动的角度大于θ B．光束OC逆时针转动的角度小于θC．光束OB逐渐变亮 D．光束OC逐渐暗2．如图所示，ABCD是两面平行的足够大的透明玻璃砖，AB面和CD面是玻璃和空气的分界面，分别设为界面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（）①只要入射角足够大，光线在界面Ⅰ上可能发生全反射现象②只要入射角足够大，光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象③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④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A．①② B．②③ C．①④ D．③④全反射的实际应用3．光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，其侧截面如图所示，一复色光以一定的入射角（i≠0）从轴心射入光导纤维后分为a、b两束单色光，下列说法不正确的是（

）A．内芯材料中a的折射率比对b的折射率小B．入射角i由逐渐增大时，a单色光全反射现象先消失C．从空气射入光导纤维，a、b单色光的波长都变长D．在内芯介质中a单色光的传播速度比b单色光大4．自行车上的红色尾灯不仅是装饰品，也是夜间骑车的安全指示灯，它能把来自后面的光线反射回去。某种自行车尾灯可简化为由许多整齐排列的等腰直角棱镜（折射率）组成，棱镜的横截面如图所示。一平行于横截面的光线从O点垂直AB边射入棱镜，先后经过AC边和CB边反射后，从AB边的O′点射出，则出射光线是（）A．平行于AC边的光线①B．平行于入射光线的光线②C．平行于CB边的光线③D．平行于AB边的光线④5．如图甲所示为某种油量计的内部设计，设计师在油箱的一侧竖直安装了一系列厚度相同、长度不同的透明塑料板，每块塑料板的形状如图乙所示，下部尖端部分截面为等腰直角三角形。把这一油量计固定在油箱内，当光由正上方竖直向下射入到塑料板中，从观察窗口中可以清晰看到油量计的上表面有明、暗两片区域。通过观察明暗区域分界线的位置，便可判断出油量的多少，（已知塑料板的折射率大于空气折射率但小于油的折射率，空气的折射率近似等于1），以下说法中正确的是（）A．从观察窗口观察到的亮区在右侧，暗区在左侧B．从观察窗口观察到的亮区在左侧，暗区在右侧C．从观察窗口观察到的明亮区域越大，油量越多D．使用的塑料板折射率应满足6．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7．光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，长为L，其侧截面如图所示，一复色光以一定的入射角（i≠0）从轴心射入光导纤维后分为a、b两束单色光，已知内芯材料对a光的折射率为，真空中的光速为c。下列说法正确的是（

）A．在内芯介质中a单色光的传播速度比b单色光大B．入射角i由逐渐增大时，a单色光全反射现象先消失C．从空气射入光导纤维，a、b单色光的波长都变长D．若入射角时，a、b单色光在内芯和外套界面都发生全反射，则a单色光在介质中传播的时间为8．在透明均匀介质内有一球状空气泡，一束包含a、b两种单色光的细光束从介质射入气泡，A为入射点，之后a、b色光分别从C点、D点射向介质，如图所示。已知A点的入射角为30°，a色光的偏向角（C点出射光线与A点入射光线的夹角）为30°，CD弧所对的圆心角为5°，则（）A．介质对单色光a的折射率为3B．b色光的偏向角为25°C．若逐渐增大A点的入射角，空气泡中率先消失的是a色光D．a色光比b色光更容易发生明显的衍射现象9．如图所示，两束相同频率的色光a、b，以不同光路射入长度足够长厚度为d的平行玻璃砖，已知a光束入射角，a光束进入玻璃后折射光线与玻璃砖边界的夹角，b光束垂直玻璃砖入射，真空中光速。下列说法正确的是（）A．光束b在玻璃砖中的折射率为1B．改变光束a的入射角，其折射光线穿过玻璃砖最长路程为C．该玻璃砖对a光束的折射率为D．图示光束a在该玻璃中传播的速度为10．如图边长为a的立方体透明材料中心处安装一红色点光源，点为上表面的中心，透明材料对该单色光的折射率为，光在真空中的传播速度为c，不考虑二次反射，则（）A．在点观察到的深度为B．光从立方体中射出需要的最短时间为C．光从立方体射出的区域面积占立方体表面积的D．若点光源发出蓝光，透明材料表面有光出射的区域面积将增大11．如图，长为的光导直纤维，代表光的入射端面。某种颜色的光以任何角度从端面进入光导纤维后，均能全反射地从端面传播到另一端面。则下列说法正确的是（）A．相对于该光，光导纤维的折射率最小为B．相对于该光，光导纤维的折射率最小为C．若光导纤维相对该光的折射率为，则光从一端传播到另一端的最长时间为D．若光导纤维相对该光的折射率为，则光从一端传播到另一端的最长时间为12．一柱状容器的高为3l，底面是边长为2l的正方形，容器内装满某种透明液体。过容器中心轴DD'、垂直于左右两侧面的剖面如图所示。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，其发出的黄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D点射出，光在真空中的传播速度为c，则（）A．该透明液体对黄光的折射率为B．黄光在透明液体中的传播速度为0.6cC．黄光从透明液体到空气的临界角小于37°D．将黄光改为红光后从D点射出的两束光夹角小于90°14．半径为R、长为L的半圆柱型玻璃砖置于水平桌面上，玻璃砖的上表面水平，柱面与桌面相切。O为半圆形截面的圆心，一单色平行光束从半圆柱体的矩形上表面射入，该光束平行于半圆形截面并与上表面成45°，如图所示。已知半圆型玻璃砖的折射率为，光在真空中传播速度为c，不考虑光线在玻璃砖内的多次反射，下列说法正确的是（）A．从O点正下方射出玻璃砖的光线在玻璃砖中传播的时间为B．从O点正下方射出玻璃砖的光线在玻璃砖中传播的时间为C．该光束射入玻璃砖后，从部分柱面有光线射出，该部分柱面的面积为D．该光束射入玻璃砖后，从部分柱面有光线射出，该部分柱面的面积为14．完全失重时，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮。2021年12月，在中国空间站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向水球中注入空气形成了一个内含气泡的水球。如图所示，若气泡与水球同心，在过球心O的平面内，用单色平行光照射这一水球。下列说法正确的是（

）A．此单色光从空气进入水球，频率一定变大B．此单色光从空气进入水球，频率一定变小C．若光线1在M处发生全反射，光线2在N处一定发生全反射D．若光线2在N处发生全反射，光线1在M处一定发生全反射15．柱状光学器件横截面如图所示，右侧是以O为圆心、半径为R的圆，左