4.2全反射课时优化作业高二上学期物理人教版选择性

4.2全反射—高二物理人教版（2019）选择性必修第一册课时优化作业1.如图所示是一个直角棱镜的横截面，，，一束平行光从O点垂直棱镜边界入射。已知此棱镜的折射率，图中画出了光传播过程中的3条光束，下列说法正确的是()A.光束1的强度和光束2的强度一样大B.光束2的强度比光束3的强度大C.有光束能从ac射出，且出射光线与bc平行D.有光束能从bc射出，且出射光线与ac平行2.如图所示，楔形玻璃的横截面POQ的顶角为30°，OP边上的点光源S到顶点O的距离为d，垂直于OP边的光线SN在OQ边的折射角为45°。不考虑多次反射，OQ边上有光射出部分的长度为()A. B. C.d D.3.两束不同颜色的平行光斜射到置于空气中的平板玻璃上，入射角小于45°，穿过玻璃后从下表面射出，射出后两平行光间距没有发生变化，如图所示。对于两束单色光来说()A.该玻璃对光的折射率相同B.a光在玻璃中传播的速度较小C.a光在玻璃中传播的时间较短D.调整入射光的角度，光有可能在玻璃的下表面发生全反射4.一半径为R的半圆柱形玻璃砖，横截面如图所示，已知玻璃的折射率为，与玻璃砖的底平面成30°角且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上，经柱面折射后，有部分光能直接从玻璃砖底面射出，若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光，底面透光部分的宽度为()A.R B. C. D.5.如图所示为一折射率的正方体玻璃砖的横截面，将其放在空气中，入射光线以60°的入射角从AB的中点M射入玻璃砖，仅考虑光线在AB面和BC面的折射和反射，下列说法正确的是()A.光线从空气到AB面时会发生全反射B.光线从BC面到空气时会发生全反射C.光线从BC面到空气时不会发生全反射D.光线在AB面和BC面都不会发生全反射6.光导纤维作为光传导工具。已广泛应用于通信、互联网等领域。一段光导纤维由折射率不同的内芯和包层构成，如图所示，AB和CD为光导纤维横截面的直径，AB与CD平行，AD和BC长度均为d，一束单色光经AB的中点与AB横截面成45°角从空气入射到光导纤维中，折射光线与AD的夹角为30°，光在真空中传播的速度大小为c，则下列说法中正确的是()A.光导纤维对该单色光的折射率为B.光导纤维内芯的折射率小于包层的折射率C.如果增大入射光线与AB横截面的夹角，光线可能在AB的横截面上发生全反射D.若外部包层的折射率与空气的折射率相同，则光从AB传播到CD所用的最长时间为7.如图所示，一束复色光从空气中射入水中，分成两束单色光a和b，则下列说法正确的是()A.在水中，a光的频率大于b光的频率B.在水中，a光的光速大于b光的光速C.在水中，a光的波长大于b光的波长D.若光从水中射向空气中，a光的临界角大于b光的临界角8.一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后，出射光分成a、b两束，如图所示，则a、b两束光()A.垂直穿过同一块平板玻璃，a光所用的时间比b光长B.从同种介质射入真空发生全反射时，a光临界角比b光的大C.分别通过同一双缝干涉装置，b光形成的相邻亮条纹间距小D.在真空中，a光波长大于b光波长9.如图甲所示是一“足球”玻璃球，某次实验过程中将一束蓝光水平向右照射且过球心所在的竖直截面，其正视图如图乙所示，AB是沿水平方向的直径。当光束从C点射入时恰能从右侧射出且射出点为B，已知玻璃球的半径为R，C点到AB竖直距离，且球内的“足球”是不透光体，不考虑反射光的情况下，下列说法正确的是()A.继续增加h（），则光一定不会在右侧发生全反射B.B点的出射光相对C点入射光方向偏折了30°C.将蓝光换成红光后，光在玻璃球中传播时间将变长D.用该蓝光做双缝干涉实验，减小双缝间距，其他条件不变，则屏上干涉条纹间距变小10.如图为一用透明材料做成的中心是空腔的球，其中空心部分半径与球的半径之比为，一细光束以的入射角射入球中，其中折射光线b刚好与内壁相切，则下列说法正确的是()A.a光的折射率小于 B.c光的折射率小于C.b光线在空腔外表面可能发生全反射 D.c光线在空腔外表面可能发生全反射11.如图为我国航天领域某透明光学部件截面示意图，其截面一侧是半径为R的四分之一圆弧，其余两侧为直面AC与BC，且。该部件独特的性能是放在O点的光源发出的光线，在圆弧AB上有三分之二最终不能从AC、BC面射出，光速为c。下列说法正确的是()A.该透明光学部件的全反射临界角为30°B.该透明光学部件的折射率为C.光线透过该部件最长时间为D.该透明光学部件AC边不透光长度为12.如图所示，a、b两束单色光沿相同方向从同一点P沿圆心O射入半圆形玻璃砖，其中b光刚好发生全反射，a光由玻璃砖下表面射出，a、b两束单色光在玻璃砖下表面的入射角均为37°。取。下列说法正确的是()A.玻璃对b光的折射率为B.玻璃对b光的折射率为C.在真空中，a光的频率大于b光的频率D.玻璃对a光的折射率小于玻璃对b光的折射率13.篆刻书法艺术家邓散木先生为毛泽东主席篆刻的龙钮大印，陈列于韶山毛泽东同志纪念馆。如图所示，两块底面为等腰直角三角形的玻璃棱柱，组合成一个正方体基座，龙钮大印置于基座正上方，游客可从基座右侧水平方向清晰地欣赏印章。下列说法正确的有()A.此现象体现了光的全反射原理 B.基座上部玻璃棱柱折射率C.光从玻璃进入空气，波长变长 D.光从玻璃进入空气，波速变小14.一透明体的横截面如图所示，，，四分之一圆弧OBC的半径为R，一单色光从OA面上的D点垂直OA射入透明体，经AB面发生全反射后又在圆面上的E点刚好发生全反射，最终从OC上的F点（图中未标出）射出。已知弧BE长为，光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是()A.透明体对该单色光的折射率为B.两点之间的距离为C.该单色光由D点传播到F点所需的时间为D.将入射点左移一些，此单色光在BC面上仍会发生全反射15.《梦溪笔谈》是中国科学技术史上的重要文献，书中对彩虹作了如下描述：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之”。如图是彩虹成因的简化示意图，设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是()A.彩虹是雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成B.水滴对a光的临界角大于对b光的临界角C.在水滴中，a光的波长小于b光的波长D.在水滴中，a光的传播速度大于b光的传播速度E.a、b光分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距较小答案以及解析1.答案：C解析：由于光在bc界面上存在反射现象，因此光束1的强度比光束2的强度大，A错误。由于全反射的临界角，光束2在ab界面上发生了全反射，因此光束2的强度与光束3的强度一样大，B错误。光束3在到达ac界面时，入射角为30°，根据折射定律可知折射角为60°，出射光线与ac界面的夹角为30°，因此出射光线与bc平行，C正确。ac反射的光束与bc垂直，入射角为0°，因此出射光束与bc垂直，不与ac平行，D错误。2.答案：C解析：结合题意可作出光路图如图所示，设光线SN在OQ边的入射角为r，由几何关系可知，由折射定律得，设光线在OQ边发生全反射的临界角为C，则由得，即光线在图中的两处发生全反射，由几何关系得，解得，C正确。3.答案：C解析：画出光路图如图所示，可知a光的折射率小于b光的折射率，A选项错；根据，a光在玻璃中传播的速度较大，B选项错；C.，，联立得到，由于，所以a光在玻璃中传播的时间较短，C正确；D.根据光的可逆性，光不可能在玻璃的下表面发生全反射。4.答案：A解析：玻璃的折射率为.则全反射的临界角为则临界角为60°，光路图如图所示：沿半径方向射入玻璃砖的光线，即光线①射到MN上时，根据几何知识得入射角恰好等于临界角，即恰好在圆心O处发生全反射，光线①左侧的光线经球面折射后，射到MN上的角一定大于临界角，即在MN上发生全反射，不能射出；光线①右侧的光线射到MN上的角小于临界角，可以射出，如图光线③与球面相切，入射角，根据折射定律得解得由几何关系可得，所以射出宽度故选A.5.答案：B解析：A.因为光是从空气进入玻璃，所以不可能发生全反射，故A错误；BCD.当入射角是60°时，根据折射定律有则在AB面的折射角为根据几何关系可知光线在BC界面的入射角可见所以在BC界面的入射角大于临界角C，会发生全反射，故B正确，CD错误。故选B。6.答案：D解析：A.根据题意，由折射定律和几何关系可得，光导纤维对该单色光的折射率为故A错误；BC.发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，入射角达到临界角，则光线在内芯和包层的界面上发生全反射，光导纤维内芯的折射率大于包层的折射率，无论入射光线与AB横截面的夹角多大，光线不可能在AB的横截面上发生全反射，故BC错误；D.若外部包层的折射率与空气的折射率相同，设光在AD面的入射角为α，则光在光导纤维内芯中的传播距离为可知，当α角最小，等于临界角C时，光从AB传播到CD所用的时间最长，最长时间为故D正确。故选D。7.答案：A解析：A.根据折射定律，由图可知，折射角，因此，根据折射率和频率的关系，a光的频率大于b光的频率，故A正确；B.根据折射率公式，可知a光在水中的光速小，故B错误；C.a光在水中的光速小，频率大，由，可知在水中a光的波长小于b光的波长，故C错误；D.若光从水中射向空气中，根据临界角公式，由于，因此，即a光的临界角小于b光的临界角，故D错误。故选：A。8.答案：A解析：A、由光路图可知，复色光从空气射入玻璃三棱镜后，a光的偏转程度大于b光的偏转程度，则a光的折射率大于b光的折射率，根据可知垂直穿过同一块平板玻璃，我光的光速小于b光的光速，则a光所用的时间比b光长，故A正确；B.根据全反射临界角公式，由于a光的折射率大于b光的折射率，则从同种介质射入真空发生全反射时，a光临界角比b光的小，故B错误；C.分别通过同一双缝干涉装置，根据，由于a光的折射率大于b光的折射率，a光的频率大于b光的频率，a光的波长小于b光的波长，则b光形成的相邻亮条纹间距较大，故C错误；D.由于a光的频率大于b光的频率，在真空中，根据，可知a光波长小于b光波长，故D错误。故选A。9.答案：A解析：B.根据几何关系，结合光路可逆，作出光路图如图所示根据几何关系有，可得，由于B点入射光线与法线的夹角，则出射光线与法线的夹角，所以B点的出射光相对C点入射光方向偏折了60%，B错误；A.继续增加，结合上述可知，第一次折射的折射角等于第二次折射的入射角，根据光路可逆原理可知，第二次折射的折射角一定等于第一次折射的入射角，即光一定不会在右侧发生全反射，A正确；C.由于红光的波长比蓝光长，所以红光在介质中的折射率比蓝光要小，红光在介质中的传播的距离比蓝光短，根据光在介质中传播速度的公式可知，红光的波速比蓝光大，因此，将蓝光换成红光后，光在玻璃球中传播时间将变短，C错误；D.根据可知，减小双缝间距，其他条件不变，则屏上干涉条纹间距变大，D错误。故选A。10.答案：B解析：AB.令内圆半径为R，则外圆半径为2R，由于折射光线b刚好与内壁相切，令其折射角为θ，根据几何关系有解得则光线b的折射率为根据图像可知，三种光线的入射角相等，折射角则有即a光的折射率大于，c光的折射率小于，故A错误，B正确；CD.对于b、c光线，根据几何关系可知从空气进入透明材料的折射角与从透明材料进入空气的入射角相等，根据光路可逆原理可知，b、c光线在空腔外表面均不能发生全反射，故CD错误。故选B。11.答案：CD解析：A.圆弧AB上有光不能从面射出，结合对称性，作出临界光路图，如图所示由于放在O点的光源发出的光线，在AB上有三分之二最终不能从面射出，令临界角为C，则有，解得，故A错误；B.由数学三角函数规律有,，根据，根据结合上述解得,故B错误；C.光线沿图中临界点透过该部件时间最长，则有，根据折射率的光速表达式有，解得，故C正确；D.结合上述，该透明光学部件AC边不透光长度为，结合上述解得，故D正确。故选CD。12.答案：AD解析：AB.b光刚好发生全反射，即b光在玻璃中发生全反射的临界角，根据可知，玻璃对b光的折射率为，故A正确，B错误；CD.b光在玻璃砖下表面刚好发生全反射，a光由玻璃砖下表面射出，则在玻璃中b光的临界角小于a光的临界角，由公式可知，玻璃对b光的折射率大于玻璃对a光的折射率，即，所以在真空中，b光的频率大于a光的频率，故C错误，D正确。故选AD。13.答案：AC解析：A.从基座右侧水平方向清晰地欣赏印章，表明光上侧等腰直角三角形的玻璃棱柱的斜边发生了全反射，即此现象体现了光的全反射原理，故A正确；B，根据几何关系可知，图中入射光在等腰直角三角形的玻璃棱柱的斜边的入射角为45°，则临界角由于解得故B错误；CD.根据折射率与光速的关系有光从玻璃进入空气，频率不变，传播速度变大，由于可知，波长变长，故C正确，D错误。故选AC。14.答案：CD解析：根据已知条件作出的光路图如图所示，设，结合几何关系有，，解得，选项A错误；根据几何关系可得，，解得，选项B错误；根据几何关系可得，，，，解得，选项C正确；将入射点左移，此单色光在BC