4.2全反射同步练习（Word版含解析）.docx

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1、人教版(2019)选择性必修一 4.2全反射同步练习一、单选题1.如图所示，某学校探究性学习小组的同学用A3两种颜色的激光以不同的角度同时 沿不同的半径方向射入同一块半圆形玻璃传，其折射光线由圆心。点射出后重合。43两种光穿过玻璃砖所需时间分别为八全反射临界角分别为g、Cb，则下列说C . t A BCa CB2.在光纤制造过程中，拉伸速度不均匀,会使得拉出的光纤偏离均匀的圆柱体，而呈圆台状，如图所示，已知此光纤长度为3圆台对应底角为凡 折射率为，真空中光速为小现光从下方垂直射入下台面，则()A.光从真空射入光纤，光的频率变小B.光通过此光纤到达小截面的最短时间为白 cC.从上方截面射出的光束

2、一定是平行光D.若满足sin。,，则光在第一次到达光纤侧面时不会从光纤侧面射出 n3.等腰直角三角形43C为某三棱镜的横截面，口8=90。一束红、蓝混合的复色光从边射入，从3。边射出，分成红、蓝两束，如图所示。保持在边的入射点不参考答案:1. c【详解】由图知力光的折射率更大，光在介质中的速度为cv = n可知/光在玻璃砖中的速度比3光的小，根据V/、5光的光程一样，所以/光穿过玻璃砖所需时间较长，即由全发射临界角公式sinC = n可知力光的全反射临界角比3光的小，即G sin 22.5故选Bo5. B【详解】如图所示答案第3页，共15页A当光线第i次射到圆面上恰好发生全反射，则sin6 =

3、 一n则L的最大值为故选Bo6. AnoL = 2Rsin6 =n【详解】当光在介质的界面处恰好发生全反射时，光在介质中的传播路程最长，由几何关系可知,最长路程为传播速度为 c v = n故最长时间x n2L t = =v c故选Ao7. D【详解】AB.两束单色光在玻璃砖的上表面的入射角等于在下表面的折射角，根据光路可逆性原理知，两束单色光在玻璃砖的上表面都不会发生全反射，故AB错误；CD.因玻璃病的上表面只有一束光线射出，通过玻璃砖后。的侧移小于6的侧移，可知激答案第4页，共15页光。的折射率小于激光b的折射率，则激光。比激光人在透明材料中传播速度大，激光。的频率小于激光力的频率，故C错误

4、，D正确。故选D。8. C【详解】AB.若入射光线恰好沿半径方向，则光穿出透明介质时，传播方向不发生变化，且频率一定不变化，故AB错误；CD.因为从发光面的两端点48沿垂直A8方向射出的光线有最大的入射角，若此时不发 生全反射，则光可从半球形表面任意位置射出，即1 r sinC = n R即R r/2 ，故sin / = 7： sin /GEB =2解得y = 45。由几何关系可知DF= R3FG = GE = R2故激光束在棱镜中传播的路程为4737?s =3传播速度cV =n在棱镜中传播的时间为1=)=再v 3c14. 60 能【详解】(1)川从。点入射到点时，根据几何关系得1sin z

5、=2由sin/?n 二sinz解得4二60。(2) 2从。点入射的光经48弧面一次反射后直接到达8点，光路图如图所示答案第8页，共15页由几何关系可得入射角i = 60设临界角为G则sin C = 3又sini = sin60 = 2则i C所以从D点入射的光能在AB弧面发生全反射。15. 小全反射【详解】山给沙盘加热，致使离沙盘越近处空气越稀薄，折射率越小。2目标反射光线进入人眼，光线从光疏介质进入光密介质，到一定程度后发生全反射，看至必到影。16. 红 a【详解】由光路图可知，b光的折射程度较大，折射率较大，频率较大，则b光为紫光，a光为红光；根据sinC =，可知，红光a的折射率较小，则

6、临界角较大. n点睛：此题要知道：折射程度越大，则折射率越大，频率越大，临界角越小；知道各种单 色光的频率关系.17. 会 30【详解】根据题意可知.1 2 sinC = = n 3由图可知答案第9页，共15页因为么八。退、厂 2sin 60 = sin C =23所以会发生全反射，根据几何关系及反射规律可得光线第一次射到N边，出射光线与法 线夹角a = 3018. (1) C = 60； (2) n = 3【详解】解析：(1)因水面上只有一个点使得4 8两点发出的光线恰好能发生全发射，设Z到水面距离为访8到水面距离为b,由几何关系得：L2 =()2+()2-2xXcos2Ccos C cos

7、 C cos C cos C解得sin C =4C = 60(2)由折射定律答案第10页，共15页变，逐渐减小入射角3当片。时，照射到3。边点的蓝光从8。边右侧消失；当户，2时.，照射到3C边N点的红光也从3。边右侧消失QM、N点在图中均未画出）。下列说法正确的是（）A.棱镜对蓝光的折射率等于sin2z/+lB.棱镜对红光和蓝光的折射率之比等于、叵再 丫 sinM +1C. /和N到C的距离相等D.到。的距离小于N到。的距离4 .单镜头反光相机简称单反相机，图像通过五棱镜的反射进入人眼中。如图为单反照相机取景器的示意图，五边形/8CDE为五棱镜的一个截面，ABBC,光线垂直ZB 射入，分别在8

8、和及I上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直8C射 出。若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的应满足（）sin 22.5sin 22.5C. n 2D. n n2, a小于某一值B. mn2, a大于某一值D. mri2,。小于某一值二、填空题13 .物理实验室新进来一批由某种透明材料做成的棱镜，其横截面由一直角三角形和 一半径为的!圆柱组成，如图所示。已知三角形8C边的长度为凡DBACO%现 让一单色细激光束从AB边上距A点、为叵R的D点沿与AB边成。=45。斜向右上方的 3方向入射，激光束经ZC反射后刚好能垂直8c边进入!圆柱区域。单色细激光束从圆 4弧上的E点（图中未画出）射

9、出时的折射角尸,单色细激光束在棱镜中传播的时间 t=（光在真空中的速度为c）o14 .如图所示为某种材料做成的透明光学器件的横截面，力8为半径为R的四分之一圆弧，。为圆心，一束单色平行光垂直04面入射，器件对该单色光的折射率为n = C .点、C、。位于。4表面上，。=0，从。点入射的光线从弧面上的点射 2出，出射角为夕，从。点入射的光线经弧面一次反射后直接到达8点，求：。的大小;通过计算说明从D点入射的光能否在AB弧面发生全反射?15 .为了在实验室模拟海市蜃楼现象，在沙盘左端竖直固定一目标，实验者在沙盘右 侧观察，如图所示，现给沙盘加热，实验者在沙盘右端可同时看到物体与其倒立的像（海市蜃楼

10、现象）。则加热后，离沙盘越近处空气的折射率越 （填大或小），产 生倒立的像的原因是光发生了 O。观察者A眼睛位束光，光路如图所示,则光线。为填/或*）在钻石中的临界角较大.（选填“红”或“紫”）色光；光线（选16. 一束由红色光和紫色光组成的复色光从。点射入一颗钻石内，射出后分成b两a17 .玻璃片形状如图示/,为直角，ZH = 60 ,玻璃材料折射率为L5,细光束从边垂直入射，第一次经N边 （填”会，或“不会，）发生全反射。 光线第一次射到N边，出射光线与法线夹角 60。（填“大于”“等于”或“小于“）。18 .如图所示，水面下有一根LED水底灯带Z3 （可看成线光源，只考虑图示平面范 围内

11、的全反射），/端在水面下处，8端在水面下277m处，已知水面上只有一个 点使得/、8两点发出的光线恰好能发生全发射，灯带力8的长度L = 14m。（1）求光在水中发生全反射的临界角G空气（2）求水的折射率以水面19 .如图所示，有一平凹玻璃透镜，其对称轴为00,凹面是圆心为。、半径为R的一段圆弧，在距离。点右侧R处有一个垂直00的足够大光屏。已知OO = 2R,玻璃的折射率为 =6,真空中光速为。现有一束与OO,相距为的光线，从透镜左侧平行于O。入射。（1）为使光线能从透镜凹面直接射出，求人的最大值；R（2）若人=不，不考虑光的反射，求光从射入透镜到打到屏上的时间。20 .如题图所示，真空中Z

12、D8O是半径为火的半圆柱体玻璃的横截面，为直径，O 为圆心，一单色细光束在截面内由直径上的。点以入射角。=45。射入玻璃，经。点折 射后射向弧面。处，其中。与直径的夹角/ = 75。已知：玻璃对该光的折射率 =及，光在真空中的传播速度为求：（1）计算分析光在。处能否射出玻璃；（2）光从。点入射到第一次从玻璃中射出时所经过的时间。21 . 一条透明棒，其折射率为长为紧贴它的一个端面有一个点光源A,另一个端面有一个接收器已知光速为求：（）光在透明棒中传播的速率；（）从A发出一个很短的光脉冲，接收器B收到最早的光信号和最迟的光信号之间 的时间差是多少？4，B22 .如图所示，长为2火、半径为火的玻璃圆柱，43是玻璃圆柱中央轴线，现在下表 面中央4点处放一个点光源，除玻璃圆柱体上表面发光外，整个侧面的下半部分也发 光，光在真空中的传播速度为不考虑多次反射，求：（1）玻璃圆柱体的折射率；（2）从玻璃圆柱体上表面射出的光线在玻璃圆柱体内传播的最短时间和最长时间。