全反射（培優(yōu)）練習(xí)-2022年【新教材】人教版高中物理選擇性必修（Word含答案）

2020-2021學(xué)年第二學(xué)期高二物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)第四章第二節(jié)全反射培優(yōu)練習(xí)一、單選題1．如圖所示，等腰三角形ABC為一棱鏡的橫截面（AB=AC）。一束光線垂直于AB入射，恰好在AC面上發(fā)生全反射，并垂直于BC射出棱鏡。則該棱鏡的折射率為（）A． B． C． D．2．測(cè)定折射率是鑒定寶石真假的一種方法。如圖所示，ABCDE為某種寶石的截面圖，，現(xiàn)使一束紅光以入射角射到AC邊上某點(diǎn)，在CE邊中點(diǎn)M發(fā)生全反射，并從ED邊上N點(diǎn)折射出，其中，，則（）A．該寶石的折射率B．紅光從入射到N點(diǎn)射出經(jīng)歷的時(shí)間為C．調(diào)整紅光的入射角i，可使光線在ED邊上發(fā)生全反射D．換成藍(lán)光進(jìn)行鑒定，光線有可能在ED邊上發(fā)生全反射3．截面為等腰直角三角形的棱鏡叫全反射棱鏡，這種棱鏡在光學(xué)儀器中廣泛用于改變光的傳播方向。如圖所示，一束寬度為L(zhǎng)的單色平行光束射向全反射棱鏡AC面的AP部分，光束平行于AB面入射，由P點(diǎn)入射的光線恰好射到B點(diǎn)，光線經(jīng)AB面發(fā)生一次全反射后從BC面射出。已知棱鏡對(duì)該光的折射率為n=，光在真空中的傳播速度為c，，則（）A．光在棱鏡中的傳播速度為B．光在棱鏡中發(fā)生全反射的臨界角為30°C．從BC面出射的光，在棱鏡中的傳播時(shí)間均為D．光束從BC面出射后仍平行，寬度變?yōu)?．圖為“水流導(dǎo)光”，實(shí)驗(yàn)裝置．長(zhǎng)直開口透明塑料瓶?jī)?nèi)裝有適量清水，在其底側(cè)開一小孔，水從小孔流出形成彎曲不散開的水流，用細(xì)激光束透過塑料瓶水平射向該小孔，觀察到激光束沒有完全被限制在水流內(nèi)傳播，下列操作有助于激光束完全被限制在水流內(nèi)傳播的是()A．增大該激光的強(qiáng)度B．向瓶?jī)?nèi)再加適量清水C．改用頻率更低的激光D．改用折射率更小的液體5．如圖所示，為一個(gè)均勻透明介質(zhì)球，球心位于O點(diǎn)，半徑為R。一束單色光從真空中沿DC方向平行于直徑AOB射到介質(zhì)球上的C點(diǎn)，DC與AB的距離，若該光束射入球體經(jīng)一次反射后由E點(diǎn)再次折射回真空中，此時(shí)的出射光線剛好與入射光線平行，已知光在真空中的速度為c，則()A．介質(zhì)球的折射率為n＝3B．若增大入射光的頻率，則該出射光線仍與入射光線平行C．光束從C點(diǎn)射入到從E點(diǎn)射出所經(jīng)歷的總時(shí)間為D．若介質(zhì)球的折射率增大，光線可能在介質(zhì)球的內(nèi)表面CBE區(qū)域的某位置發(fā)生全反射6．如圖所示，真空中一半徑為R，質(zhì)量分布均勻的玻璃球，頻率為f的細(xì)激光束在真空中沿直線BC傳播，于玻璃球表面的C點(diǎn)經(jīng)折射進(jìn)入小球，并在玻璃球表面的D點(diǎn)又經(jīng)折射進(jìn)入真空中，已知∠COD＝120°，玻璃球?qū)υ摷す獾恼凵渎蕿?，則下列說法中正確的是（）A．激光束在C點(diǎn)的入射角B．此激光束在玻璃中穿越的時(shí)間為

（其中c為光在真空中的傳播速度）C．減小入射角的大小，細(xì)激光束在璃中穿越的時(shí)間減少D．改變?nèi)肷浣堑拇笮?，?xì)激光束可能在球表面D處發(fā)生全反射7．酷熱的夏天，在平坦的柏油公路上你會(huì)看到在一定距離之外，地面顯得格外明亮，仿佛是一片“水面”，似乎還能看到遠(yuǎn)處車、人的倒影。但當(dāng)你靠近“水面”時(shí)，它也隨你的靠近而后退，該現(xiàn)象是由下列光的哪種現(xiàn)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．如圖所示是一玻璃球體，其半徑為R，O為球心，AB為水平直徑。M點(diǎn)是玻璃球的最高點(diǎn)，來自B點(diǎn)的光線BD從D點(diǎn)射出，出射光線平行于AB，已知∠ABD=30°，光在真空中的傳播速度為c，則下列選項(xiàng)錯(cuò)誤的是（）A．此玻璃的折射率為B．光線從B到D需用時(shí)C．該玻璃球的臨界角應(yīng)小于45°D．若增大∠ABD，光線不可能在DM段發(fā)生全反射現(xiàn)象9．光導(dǎo)纖維技術(shù)在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活與科技方面得到了廣泛的應(yīng)用。如圖所示是一個(gè)質(zhì)量分布均勻的有機(jī)玻璃圓柱的橫截面，B、C為圓上兩點(diǎn)，一束單色光沿AB方向射入，然后從C點(diǎn)射出，已知∠ABO＝127°，∠BOC＝120°，真空中光速為c＝3×108m/s，sin53°＝，cos53°＝。則（）A．光在該有機(jī)玻璃中的傳播速度為×108m/sB．光在該有機(jī)玻璃中的折射率為C．光在該有機(jī)玻璃中發(fā)生全反射的臨界角為53°D．若將該材料做成長(zhǎng)300km的光導(dǎo)纖維，此單色光在光導(dǎo)纖維中傳播的最短時(shí)間為1×10－3s10．如圖，在某種液體內(nèi)，有一軸截面為正三角形的薄壁透明圓錐罩ABC，底面水平，罩內(nèi)為空氣。發(fā)光點(diǎn)D位于AB中點(diǎn)，發(fā)出的垂直于BC的光恰好不能射出液面。下列說法正確的是（）A．D發(fā)出的光照射到CB界面時(shí)可能發(fā)生全反射B．液面上方能夠看到透明罩所有位置都被照亮C．液體的折射率為D．液體的折射率為11．折射率為的某種透明玻璃圓柱體橫截面如圖所示，O點(diǎn)為圓心，一束單色光線從A點(diǎn)射入，入射角為θ，經(jīng)B點(diǎn)射出，射出時(shí)的折射角為α，真空中的光速為c，下列說法正確的是（）A．光線進(jìn)入玻璃后頻率變大B．若θ增大，光線在圓柱體內(nèi)可能會(huì)發(fā)生全反射C．若θ增大，α可能變小D．光線在玻璃中的速度為12．一潛水員在水深為h的地方向水面觀察時(shí)，發(fā)現(xiàn)整個(gè)天空及遠(yuǎn)處地面的景物均呈現(xiàn)在水面處的一圓形區(qū)域內(nèi)。已知水的折射率為n，則圓形區(qū)域的半徑為（）A．nh B． C．h D．13．目前，移動(dòng)和電信公司都升級(jí)了200M光纖入戶，網(wǎng)速更快，使用更方便，光纖信號(hào)傳輸利用了光的全反射和折射原理，下面是某種單色光在光纖中的傳播路徑經(jīng)過多次全反射后從右端射出。若該介質(zhì)的折射率為，則關(guān)于的大小，下列判斷正確的是（）A．<60° B．<30°C．>30° D．<30°14．一柱狀容器的高為，底面是邊長(zhǎng)為的正方形，容器內(nèi)裝滿某種透明液體。過容器中心軸、垂直于左右兩側(cè)面的剖面圖如圖所示。容器右側(cè)內(nèi)壁涂有反光材料，其他內(nèi)壁涂有吸光材料。在剖面圖的左下角處有一點(diǎn)光源，其發(fā)出的紅光經(jīng)過容器內(nèi)部相應(yīng)光路后有兩束相互垂直的光從液體上表面的點(diǎn)射出，則（）A．該透明液體對(duì)紅光的折射率為B．紅光在透明液體中的傳播速度為C．紅光從空氣到透明液體的臨界角為D．將紅光改為紫光后從點(diǎn)射出的兩束光夾角為銳角二、解答題15．某棱鏡的橫截面如圖所示。在等腰直角三角形ABC中，，O點(diǎn)為半圓的圓心，半徑為R，BC為半圓的直徑?，F(xiàn)有一束平行單色光垂直于AB邊由空氣射入棱鏡。入射點(diǎn)到B點(diǎn)的距離為的光線，在AC上發(fā)生全反射之后剛好不能從圓面射出。不考慮被圓面的內(nèi)表面反射后的光線。（1）求棱鏡對(duì)該光的折射率；（2）要使光線能從圓面射出，求其在AB邊上的入射點(diǎn)到B點(diǎn)的距離d的范圍。16．一塊玻璃磚的橫截面如圖所示：以虛線為界，左邊部分是半徑為R的半圓；右邊部分是一個(gè)等腰直角三角形。現(xiàn)有一束平行光垂直投射在整個(gè)直邊上，已知這種玻璃的折射率，。①這束光進(jìn)入玻璃第一次投射到斜邊上時(shí)，能否發(fā)生折射穿出玻璃磚？簡(jiǎn)述理由。②這束光經(jīng)邊反射后，有一部分能從圓弧邊射出。試求其中在玻璃磚內(nèi)傳播的最短路程。17．由某種勻質(zhì)透明材料制成的工件，其橫截面如圖所示，右側(cè)是半徑為R的圓，O為圓心：左側(cè)是長(zhǎng)OB=2R，寬OD=R的長(zhǎng)方形?，F(xiàn)有一束與BC邊平行的紅色光線，從工件的E點(diǎn)射入，∠COE=60°。該透明材料對(duì)紅色光的折射率為，光在真空中傳播的速度為c。(1)光線第一次到達(dá)BC邊是否會(huì)發(fā)生全反射？說明理由；(2)不考慮多次反射，求從AB邊射出的光線在工件內(nèi)傳播的時(shí)間。

18．一塊厚度為h的平板玻璃水平放置，其下表面中心有一點(diǎn)光源S，其中一條光線斜射到玻璃上表面A點(diǎn)，它的反射光線與折射光線恰好垂直（圖中未畫出），已知點(diǎn)光源S到A點(diǎn)的距離為l。(1)求玻璃的折射率；(2)若在玻璃板上表面放置一塊遮光板，使遮光板完全擋住從點(diǎn)光源S