4.2光的全反射同步课时训练（二）-2022-2023学年高二上学期物理人教版2019选择性必修第一册

高中物理4.2光的全反射同步课时训练（二）一、单项选择题1．某同学在学习光学知识的过程中形成了如下一些认识：①光年是一个非常大的时间单位；②水流能导光；③荷叶上的露珠显得特别“明亮”是由于水珠将光线会聚而形成的；④由折射率公式可知，介质的折射率与光在介质中的传播速度v成反比对这些说法正误的判断，正确的是（）A．②④正确，①③错误 B．③④正确，①②错误C．①④正确，②③错误 D．②③正确，①④错误2．如图所示，一玻璃砖的横截面为半圆ABD，已知O为圆心，B为弧AD的中点，C为弧BD的中点，玻璃砖的折射率为。一束单色光从空气中射向玻璃砖，则下列光路图可能正确的是（）A．B．C．D．3．空气中两条光线a和b从方框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光线如图所示。方框内有两个折射率n=1.5的玻璃全反射棱镜。下列选项中给出了两棱镜四种放置方式的示意图，其中能产生上述效果的是（）A． B． C． D．4．如图所示，一束光由空气射入某种介质的折射情况，入射光线、折射光线与法线的夹角分别为、，则（）A．这束光在介质中的传播速度比空气中大B．适当减小，就会发生全反射C．介质的折射率为D．介质的折射率为5．如图所示，夏天，在平静无风的海面上，向远方望去，有时能看到山峰船舶、楼台、亭阁、集市等出现在远方的空中。沙漠里有时也会看到远处的水源、仙人掌近在咫尺，可望而不可即，这就是“蜃景”。下列有关蜃景的说法错误的是（）A．海面上，上层空气的折射率比下层空气的折射率要小B．沙面上，上层空气的折射率比下层空气的折射率要小C．A是蜃景，B是景物D．C是蜃景，D是景物6．一束单色光从介质内射入空气，其光路如图所示，下列说法中正确的是（）A．光从介质射入空气后，光的波长变小B．此介质的折射率等于C．入射角大于时一定发生全反射现象D．入射角小于时可能发生全反射现象7．如图所示，一透明半圆介质，O为圆心，为直径，光以入射角从D点射入该透明介质，恰好在的中点E发生全反射，则透明半圆介质对光的折射率为（）A．1.4 B．1.6 C．1.8 D．2.08．如图所示光导纤维的长度为L，某种频率的光在其中的折射率为n，若有各种入射方向的该频率的光照射到此光导纤维一端的横截面上，认为自另一端射出的光在此光导纤维传播的过程中都发生全反射，已知光在真空中的传播速度为c，自另一端射出的光在此光导纤维中的最长传播时间为（）A． B． C． D．9．如图，长方体玻璃砖的横截面为矩形，，其折射率为。一束单色光在纸面内以的入射角从空气射向边的中点O，则该束单色光（）A．在边的折射角为B．在边的入射角为C．不能从边射出D．不能从边射出10．如图所示，直角三角形为一棱镜的横截面，，。一束单色光与边成角从边的中点射入棱镜，棱镜对该单色光的折射率，该单色光从棱镜内第一次射出时的出射角为（）A． B． C． D．二、多项选择题11．关于光的传播现象及应用，下列说法正确的是（）A．光导纤维内芯材料的折射率比外套材料的折射率大B．海面上的海市蜃楼将呈现倒立的像，位置在实物的上方C．一束色光从空气进入水中，波长将变短，色光的颜色也将发生变化D．一束白光从空气斜射进入水中，将发生色散12．下述现象哪些是由于全反射造成的（）A．露水珠或喷泉的水珠，在阳光照耀下格外明亮B．直棒斜插入水中时呈现弯折现象C．口渴的沙漠旅行者，往往会看到前方有一潭晶莹的池水，当他们喜出望外地奔向那潭池水时，池水却总是可望而不可及D．在盛水的玻璃杯中放一空试管，用灯光照亮玻璃杯侧面，在水面上观察水中的试管，看到试管壁特别明亮13．如图所示，一束单色光从真空斜射入折射率为的透明介质中，则（

）A．介质的临界角随入射角的增大而增大B．当图中所示时，光将发生全反射C．光射入介质后，其频率不变D．光射入介质后，其传播速度减小14．如图是一个直角棱镜的横截面，∠bac＝90°，∠abc＝60°，一束平行细光束从O点垂直棱镜边界入射。已知此棱镜材料的折射率n＝，若不考虑原入射光线在bc面上的反射，则光线（）A．不能从ab面射出B．不能从ac面射出C．能从bc面射出，且出射光线与ac面平行D．能从bc面射出，且出射光线与bc面垂直15．现有一三棱柱工件，由透明玻璃材料组成，如图所示，其截面为直角三角形，。现有一条光线沿着截面从边上的点以45°的入射角射入工件，折射后到达边发生全反射，垂直边射出。已知，下列说法正确的是（）A．光线在边的折射角为30°B．该透明玻璃的折射率为2C．该光线在透明玻璃材料中发生全反射的临界角为45°D．光线在工件中的传播时间为16．山东济南泉城广场的音乐喷泉采用了世界一流的喷泉、灯光和音响设备。假设喷泉的水池中某一彩灯发出的一条光线在水面的入射角为30°，从水面上射出时的折射角是45°。则下列说法正确的是（）A．光在水面发生全反射的临界角为30°B．光在水面发生全反射的临界角为45°C．被水池中m深处的一彩灯（视为点光源）照亮的水面面积约为6m2D．被水池中m深处的一彩灯（视为点光源照亮的水面面积约为8m2三、填空题17．如图所示，一束光线从玻璃球的A点射入，入射角为60°，折射入球后，经过一次反射再折射到球外的光线恰好平行于入射光线。则玻璃球的折射率为_________，B点_______光线折射出玻璃球（选填“有”或“没有”）18．如图所示，在研究光的全反射实验中，一束单色光沿半圆形玻璃砖的半径方向射向玻璃砖与空气的分界面，不考虑反射，当入射角为30°时，测得折射角为θ，改变入射角，当入射角为θ时，恰好发生全反射。则光发生全反射的临界角C=___________，玻璃的折射率n=___________，光在玻璃中的传播速度v=___________（空气中的光速等于真空中的光速c）。四、解答题19．如图所示，ABCO是扇形玻璃砖的横截面，，OB为扇形的对称轴，D为AO的中点，一细束单色光沿与AO面成30°角的方向照射到D点，折射光线与OB平行。求：（1）该玻璃砖对光的折射率；（2）试证明光在玻璃砖圆弧面上是否会发生全反射。（写出必要的证明过程。）20．如图所示，△ABC为直角三棱镜的截面，∠A＝30°，一束单色光以平行AC边的方向从AB边上的D点射入三棱镜，折射光线在AC边发生全反射，反射光线刚好照射到BC边的中点，已知BC＝L，BC边的出射光线相对于AB边的入射光线偏向角为60°，光在真空中传播速度为c，不考虑光在BC面的反射，求：（1）三棱镜对光的折射率；（2）单色光从AB边射入到从BC边射出需要的时间。21．2021年12月9日，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶兆富在中国空间站为青少年带来了一场精彩纷呈的太空科普课。王亚平在水膜里注水，得到了一个晶莹剔透的水球，接着又在水球中央注入一个气池，形成了两个同心的球。如图所示AB是通过球心O的一条直线，有一束宽为8R的单色光沿着水球的水平轴纹射向水球左侧表面，光的中轴线与AB重合，内球面半径为3R，外球面平径为5R，边界光线经折射后恰好与内表面相切，已知sin37°=0.6，求：（1）单色光在水中的折射率n；（2）有多宽范围内的光线不能进入水球中的气泡。参考答案1．A2．C3．B4．D5．B6．B7．D8．A9．C10．C11．AD12．ACD13．CD14．AD15．ACD16．BC17．

有18．

45°

19．【解析】（1）由折射定律可知，折射率解得（2）D为AO中点，则其中为玻璃砖半径。由几何知识可得则设该玻璃砖的全反射临界角为C，则有可得，则不会发生全发射。20．【解析】依题意，可作出如图所示光路图（1）由题意知，光在AB边的入射角i＝60°，由于BC边的出射光线相对于AB边的入射光线偏向角为60°，因此BC边的出射光线的折射角为60°，根据光路可逆可知，光在AB面的折射角r等于光在BC面的入射角，根据几何关系有r＋30°＝90°－r解得r＝30°则折射率（2）根据几何关系可知，EF为三角形的中位线，即四边形BDEF为等腰梯形，则则单色光从D点传播到F点所用时间21．【解析