《全反射》测试题

全反射》测试题一、全反射选择题1．如图所示，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为0，经折射后射出a、b两束光线-则分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距在真空中，a光的波长小于b光的波长玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D•若改变光束的入射方向使0角逐渐变大，则折射光线a首先消失如图为一玻璃球过球心的横截面，玻璃球的半径为R，O为球心，AB为直径，来自B点的光线BM在M点射出，出射光线平行于AB。另一光线BN恰好在N点发生全反射，已知ZABM=30。，则（）J3光在玻璃球中的传播速度V= c，C为光速2发生全反射时的临界角C=60。J3球心到BN的距离为d= R3球心到BN的距离为d=<3R如图所示是一玻璃球体，其半径为R，O为球心，AB为水平直径。M点是玻璃球的最高点，来自B点的光线BD从D点射出，出射光线平行于AB，已知ZABD=30。，光在真空中的传播速度为C,贝y（ ）A•此玻璃的折射率为23R光线从B传播到D的时间为——c若增大ZABD,光线不可能在DM段发生全反射现象若减小ZABD，从AD段射出的光线仍平行于AB如图所示，EOFGC为某种透明介质的截面图，EC是半径为R的四分之一圆弧，OFGC是一个正方形AB为足够大的水平屏幕并紧贴介质的底面，由红光和紫光两种单色光组成的2冋复色光射向圆心0,该介质对红光和紫光的折射率分别为n= ' ,n=\：'2，设光在真空132J2红光在介质中的传播速度为卩红七c随着角度Q逐渐变大的过程中，紫光和红光依次发生全反射当53。时，光在屏幕AF上出现了两个亮斑，则这两个亮斑之间的距离为v'39_\；14R红光在玻璃中的频率比空气中的频率大如图所示，扇形A0B为透明柱状介质的横截面，圆心角ZA0B=600，一束平行于角平分线0M的单色光由0A射入介质，经0A折射的光线恰平行于0B，以下对该介质的折射率值及折射光线中恰好射到M点的光线能不能发生全反射的说法正确的是（）^3，不能发生全反射C．不能发生全反射、：'3^3，不能发生全反射C．不能发生全反射、：'3，能发生全反射，能发生全反射36.如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则（）小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球小球所发的光能从水面任何区域射出小球所发的光从水中进入空气后频率变大小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大7.如图所示，三束细光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光比较当它们在真空中传播时，a光的速度最大分别用这三种光做光源，使用同样的装置进行双缝干涉实验，a光的干涉条纹中相邻亮纹的间距最小D.D.若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最大8.中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在《玄真子.涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”，从物理学的角度看，虹时太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的右图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b时两种不同频率的单色光，则两光在同种玻璃种传播，a光的传播速度一定大于b光以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，a光一定也能以相同的入射角从水中射入空气，在空气张只能看到一种光时，一定是a光如图所示是一个用折射率n=2.4的透明介质做成的四棱柱的镜截面图。其中ZA=ZC=90°，ZB=60°。现有一条光线从图中所示的位置垂直入射到棱镜的AB面，A、B、C、D四个图中完整表示光线行进的过程是DACD匚BDACD匚B如图所示，P、Q是两种透明材料制成的两块直角梯形的棱镜，叠合在一起组成一个长方体。某单色光沿与P的上表面成&角的方向斜射向P,其折射光线正好垂直通过两棱镜的界面。已知材料的折射率n的界面。已知材料的折射率np<nQ,则下列说法正确的是（ ）光线在Q的下表面可能发生全反射如果光线从Q的下表面射出，出射光线一定与入射到P的上表面的光线平行如果光线从Q的下表面射出，出射光线与下表面所夹的锐角一定小于&如果光线从Q的下表面射出，出射光线与下表面所夹的锐角一定于大&一半径为R的半圆形玻璃砖放置在竖直平面上，其截面如下图所示•图中0为圆心，MN为竖直方向的直径•有一束细光线自0点沿水平方向射入玻璃砖，可以观测到有光线自玻璃砖内射出，现将入射光线缓慢平行下移，当入射光线与0点的距离为d时，从玻璃砖射出的光线刚好消失•则此玻璃的折射率为（）射出的光线刚好消失•则此玻璃的折射率为（）A.、'R2_A.、'R2_d2B. R2-d2 C.RR dD.12.如图，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为e,在真空中，a光的波长小于b光的波长C•玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D•若改变光束的入射方向使e角逐渐变大，则折射光线a首先消失如图所示，足够大的平行玻璃砖厚度为〃，底面镀有反光膜CD,反光膜厚度不计，一束光线以45°的入射角由A点入射，经底面反光膜反射后，从顶面B点射出（B点图中未画出）。已知玻璃对该光线的折射率为JT，c为光在真空中的传播速度，不考虑多次反射。则下列说法正确的是（）则下列说法正确的是（）该光线在玻璃中传播的速度为c该光线在玻璃中的折射角为30°平行玻璃砖对该光线的全反射临界角为45°为了使从A点以各种角度入射的光线都能从顶面射出，则底面反光膜面积至少为4兀d2一半圆形玻璃砖，C点为其球心，直线OO'与玻璃砖上表面垂直，C为垂足，如图所示。与直线OO'平行且到直线OO'距离相等的ab两条不同频率的细光束从空气射入玻璃砖，折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是（ ）A砖，折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是（ ）A.两光从空气射在玻璃砖后频率均增加真空中a光的波长大于b光a光的频率比b光高若a光、b光从同一介质射入真空，a光发生全反射的临界角大于b光虹和霓是太阳光在水柱内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明，两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图所示，下列说法中正确的是5r5rpeM、N点的颜色分别为紫、红M、N点的颜色分别为红、紫P、Q点的颜色分别为紫、红P、Q点的颜色分别为红、紫如图所示，在空气中,一束单色光由两面平行的玻璃板的a表面射入，从b表面射出，则以下说法中正确的是（）出射光线一定与入射光线平行随着9角的增大，光可能在a表面发生全反射随着9角的增大，光可能在b表面发生全反射（9〈90°）无论如何改变9角，光线从a表面射入，不可能在b表面发生全反射如图所示，一束红光从空气射向折射率n=斗：2种玻璃的表面，其中/为入射角，则下列说法正确的是（）当/=45°时会发生全反射现象无论入射角/为多大，折射角r都不会超过45°当入射角的正切值tan/=<2，反射光线与折射光线恰好相互垂直光从空气射入玻璃，速度减小若将入射光换成紫光，则在同样入射角i的情况下，折射角r将变大

18.如图所示，a、b和c都是厚度均匀的平行玻璃板，a和b、b和c之间的夹角都为6,一细光束由红光和蓝光组成，以入射角&从0点射入a板，且射出c板后的两束单色光射在地面上P、Q两点，由此可知（）A.射出c板后的两束单色光与入射光平行B•射到P点的光在玻璃中的折射率较大若稍微增大入射角e,光从b板上表面射入到其下表面时，在该界面上有可能发生全反射若射到P、Q两点的光分别通过同一双缝发生干涉现象，则射到P点的光形成干涉条纹的间距小，这束光为蓝光如图，一般帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面3m。距水面4m的湖底P点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为53°,已知桅杆到P点的水平距离为7m.（）左左水的折射率为35水的折射率为—调整由P点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为60°时，没有光从水面射出调整由P点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为45°时，从水面射出后仍然照射在桅杆顶端，则船应向左行驶（6/'2—3）m如图所示，一束单色光沿半圆柱形玻璃砖的半径垂直ab面入射，有光线从ab面射出。以0点为圆心，将玻璃砖缓慢转过&角时，恰好没有光线从ab面射出，则该玻璃砖

-II」'D..MIH-参考答案】***试卷处理标记，请不要删除D..MIH-一、全反射选择题1.BD【解析】从图中可知光线a的偏折程度大，根据折射定律公式，是入射角，r是折射角，可知a光的折射率大，故a光的频率大，波长小，根据公式可知用同一装置做双缝干涉实验时a光的干涉条纹小于b光的干涉条解析：BD【解析】1sin0从图中可知光线a的偏折程度大，根据折射定律公式一二 ，0是入射角，r是折射nsinr角，可知a光的折射率大，故a光的频率大，波长小，根据公式Ax=-九可知用同一装置d做双缝干涉实验时a光的干涉条纹小于b光的干涉条件间距，AC错误；在真空中，根据公c1式九=可得a光的波长小于b光的波长，B正确；根据全反射定律sinC二一可知折射率fn越大，全反射角越小，最先消失，D正确.【点睛】本题综合考查了光的折射、全反射和干涉，关键是记住几个公式：折射率定义公sini c sini式n=里巴、光速公式v二、双缝干涉条纹间距公式Ax=-九.要注意公式n=昱旦的条sinr n d sinr件条件是光从真空射入介质折射.2.C【解析】【分析】【详解】已知，由几何关系知入射角，折射角，则玻璃的折射率为光在玻璃中传播速度

A错误；发生全反射的临界角因为B错误；CD.因为光线BN恰好在N点解析：C【解析】【分析】【详解】A.已知ZABM=30。，由几何关系知入射角^=30。，折射角0二60。，则玻璃的折射率为n=Sin卩=再sina光在玻璃中传播速度c运v= = cn3A错误；B.发生全反射的临界角sinC————n3因为sin60°—-2B错误；CD.因为光线BN恰好在N点发生全反射，球心到光线BN的距离为d=RsinC= R3D错误C正确。故选C。3.B【解析】【分析】【详解】A.如图

由几何知识可得入射角折射角则此玻璃的折射率为故A错误；B．BD长度光在玻璃球内传播的速度，故光线从B传到D的时间为故B正确C．解析：B【解析】解析：B【解析】【分析】【详解】A.如图由几何知识可得入射角ii二ZABD二30。折射角则此玻璃的折射率为折射角则此玻璃的折射率为r=2ZABD=60。n二sinrn二sinr’3

sini故A错误；B.BD长度c光在玻璃球内传播的速度v二-c光在玻璃球内传播的速度v二-n故光线从B传到D的时间为s3Rt二二——

vc故B正确;C.由可知，临界角C<45°所以若增大ZABD,入射角可能大于临界角，所以光线可能在DM段发生全反射现象，故C错误；要使出射光线平行于AB,入射角必为30°，若减小ZABD,入射角减小，则从AD段射出的光线与AB不平行，故D错误。故选B。4．C【解析】【详解】A.红光在介质中传播的速度选项A错误；B.a不是入射角，由可知，红光的全反射角为60°，紫光的全反射角为45°，所以当a逐渐变大的过程中，入射角逐渐变小，红光和紫光均解析：C【解析】【详解】红光在介质中传播的速度c羽v= =c红n21选项A错误；a不是入射角，由sinC=-可知，红光的全反射角为60°，紫光的全反射角为45°,所n以当a逐渐变大的过程中，入射角逐渐变小，红光和紫光均不会发生全反射，B错误；当a=53。时，对应的入射角：/=37°,光在屏幕AF上出现了两个亮斑分别是红色光与紫色光的紫色光，所以在AM区域的亮斑P1为红色，在AN区域的亮斑P2为红色与紫色的混合色.画出如图光路图.

设折射角分别为心和Q两个光斑分别为P］、P2,根据折射定律:sinrn=—sini得：设折射角分别为心和Q两个光斑分别为P］、P2,根据折射定律:sinrn=—sini得：sinr=12爲.3迈

,sinr=525由几何知识可得:Rtanr=iAP1解得:FP=空R1 2j3同理解得:FP4R2 3、；2所以:PP二FP-FP1212I-逻）R=亘亘R3迈2再 6故C正确；同一单色光在不同的介质中传播时频率不变，D错误.5．A【解析】【分析】【详解】由光路图可知，光线在OA面上的入射角为i=60。，折射角为r=30°根据折射定律得折射率为光线在M点的入射角为=30°临界角的正弦为即有，故折射光线中解析：A【解析】【分析】【详解】由光路图可知，光线在OA面上的入射角为i=60°,折射角为r=30°根据折射定律得折射率为sinisin60°纭n二二 =sinrsin30°光线在M点的入射角为i'=30°,sini=0.5临界角的正弦为sinC=1 <3sinC=1 <3 n3>sini'即有i'<C，故折射光线中恰好射到M点的光线不能发生全反射，故A正确，BCD错误。故选A。【点睛】本题关键掌握折射定律和全反射条件：光线从光密介质射入光疏介质，入射角大于临界1角，并知道临界角公式sinC=—，并根据全反射条件进行判断。n6．D【解析】【详解】小球发出的光先从水中传播，然后再射入空气中，故我们从侧面就可以看到小球，选项A错误；由于光从水中射入空气中，故当入射角大于临界角时，光会发生全反射，故球所发的光不是解析：D【解析】【详解】小球发出的光先从水中传播，然后再射入空气中，故我们从侧面就可以看到小球，选项A错误；由于光从水中射入空气中，故当入射角大于临界角时，光会发生全反射，故球所发的光不是从水面任何区域都能够射出的，选项B错误；CD.光从水中进入空气后频率不变，由于折射率变小，故光的传播速度变大，选项C错误，D正确．A解析】【详解】三种色光，a的偏折程度最小，知a的折射率最小，a的频率最小，根据，得a的波长最长，符合题意；三种色光在真空中传播时，速度相等，都等于光速，不符合题意；C．a的波长解析：A【解析】【详解】c三种色光，a的偏折程度最小，知a的折射率最小，a的频率最小，根据九=f，得a的波长最长，符合题意；三种色光在真空中传播时，速度相等，都等于光速，不符合题意；a的波长最长，再由双缝干涉的条纹间距：lAx=九d知a光的干涉条纹中相邻亮纹的间距最大，不符合题意；根据全反射公式：sinCn得：折射率越大，临界角越小，所以c光的临界角最小，不符合题意C【解析】【分析】【详解】由图可知，光线a的折射率大于b根据可以确定a光在同种玻璃中速度小于光速，故A错误；以相同的入射角度射入平行玻璃砖折射率越大侧移量越大，故B错误；根据解析：C【解析】【分析】【详解】c由图可知，光线a的折射率大于b根据n二可以确定a光在同种玻璃中速度小于光v速，故A错误；以相同的入射角度射入平行玻璃砖折射率越大侧移量越大，故B错误；根据E=hv光的频率越大光子能量越大就越容易发生光电效应，C正确；根据sinC二1折射率越大，越容易发生全反射，在水外越不容易看到，D错误.n9．D【解析】试题分析：垂直射入棱镜时方向不变．光从棱镜射入空气，若入射角大于临界角会产生全反射．光在透明介质的分界面上，一定有反射．光线从左侧垂直AB射入棱镜时，有反射也透射，透射方向不变•光线解析：D【解析】试题分析：垂直射入棱镜时方向不变．光从棱镜射入空气，若入射角大于临界角会产生全反射．光在透明介质的分界面上，一定有反射．光线从左侧垂直AB射入棱镜时，有反射也透射，透射方向不变.光线射到CD时，由几何11知识得；入射角为i二30。•该棱镜的临界角为C,则sinC二24<2，故有C<3°°，所以光线在DC面上发生了全反射.由几何知识分析得到，光线射到AB面上时入射角为i'=30。，发生全反射，反射光线与BC面垂直，所以既有光线垂直射出BC面，又有光线从BC反射，根据光路的可逆性可知，这个反射光线沿原路返回，故D正确.10．AC【解析】【分析】【详解】A.单色光斜射向P,光在P中的折射角小于临界角；Q的折射率大，则光线从Q射向空气的临界角；光线正好垂直通过两棱镜的界面，沿直线射到Q的下表面，由于光在Q的下表面的解析：AC【解析】【分析】【详解】A.单色光斜射向P,光在P中的折射角小于临界角Cp；Q的折射率大，则光线从Q射向空气的临界角CQ<Cp；光线正好垂直通过两棱镜的界面，沿直线射到Q的下表面，由于光在Q的下表面的入射角与临界角Cq关系不清楚，光线在Q的下表面可能发生全反射，不从Q的下表面射出，也可能不发生全反射，从Q的下表面射出，故A正确；BCD.如果光线从Q的下表面射出，光路图下图所示。sinisinrn— 1,n— 2Psin厂Qsini12由几何知识的r=i2，由题np<nQ，可得r>i21所以a<d故BD错误，C正确。故选AC。11．C【解析】【详解】根据题意可知，当入射光线与O点的距离为d时，从玻璃砖射出的光线刚好消失，光线恰好在MN圆弧面上发生了全反射，作出光路图，如图根据几何知识得：联立得：A.与上解析：C【解析】【详解】根据题意可知，当入射光线与O点的距离为d时，从玻璃砖射出的光线刚好消失，光线恰根据几何知识得：sinC二-sinC=—联立得：TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"R 、、 R 、与上述计算结果n=不相符，故A错误;\o"CurrentDocument"R2—d2 d\o"CurrentDocument"R2—d2 RR一・与上述计算结果n= 不相符，故B错误;\o"CurrentDocument"R dRR与上述计算结果n=相符，故C正确；dddRd与上述计算结果n= 不相符，故D错误。Rd12．ABD【解析】光线a的偏折程度大，根据折射定律公式，e是入射角，r是折射角，可知a光的折射率大；再根据公式，知a光在玻璃中的传播速度小，故A正确，C错误；a光的折射率大，说明a光的频率高，根据解析：ABD【解析】sinr光线a的偏折程度大，根据折射定律公式n= ，0是入射角，r是折射角，可知asinc光的折射率大；再根据公式v=，知a光在玻璃中的传播速度小，故A正确，C错误；an光的折射率大，说明a光的频率高，根据c=入f,a光在真空中的波长较短，故B正确；a光的折射率大，则根据sinC=-可知，a光的临界角较小，若改变光束的入射方向使0n角逐渐变大，则折射光线a的折射角先达到90°,故先发生全反射，折射光线先消失，故D正确；故选ABD.点睛：本题综合考查了光的折射、全反射等知识，注意偏折程度大的折射率较大，频率较高，波长较小，在介质中的传播速度较小，全反射的临界角较小.13．BC【解析】【详解】A•玻璃砖的折射率为则该光线在玻璃中传播的速度为故A错误。B•由折射定律得，可得3=30°选项B正确；C•设临界角为C,则有C=45°故C正确解析：BC【解析】【详解】A•玻璃砖的折射率为n八2=Cv则该光线在玻璃中传播的速度为故A错误。sinaB.由折射定律得n=$讪，可得3=30°选项B正确；C•设临界角为C,则有sinC=1二n2C=45°故C正确。D.为了使从A点以各种角度入射的光线都能从顶面射出，反射光线不能在顶面发生全反射，则底面反光膜半径至少为r=dtanC=d面积n〃2,故D错误。故选BC。14．BD【解析】【详解】A.光在两种介质的界面处不改变光的频率，A错误；BC.由题分析可知，玻璃砖对b束光的折射率大于对a束光的折射率，b光的频率高，由得知，在真空中，a光的波长大于b光的波长，解析：BD【解析】【详解】A.光在两种介质的界面处不改变光的频率，A错误；BC.由题分析可知，玻璃砖对b束光的折射率大于对a束光的折射率，b光的频率高，由c=九f得知，在真空中，a光的波长大于b光的波长，B正确C错误；D.由sinC――分析得知，a光的折射率门小，a光发生全反射的临界角大于b光发生全n反射的临界角，故D正确。故选BD。15.AD【解析】七色光中白光中红光的折射率最小；紫光的折射率最大；故经玻璃球折射后红光的折射角较大；由玻璃球出来后将形成光带，而两端分别是红光和紫光；根据光路图可知说明M、Q点为紫光；N、P点为红光解析：AD【解析】七色光中白光中红光的折射率最小；紫光的折射率最大；故经玻璃球折射后红光的折射角较大；由玻璃球出来后将形成光带，而两端分别是红光和紫光；根据光路图可知说明M、Q点为紫光；N、P点为红光；故选AD.点睛：本题考查折射定律的应用，只需明确一个点的入射角和折射角即可以明确两光线的光路图，从而确定各点的颜色.16.AD【解析】光线通过两面平行的玻璃板时，光的传播方向不变，只是发生了侧移，A正确；光线在a表面是由光疏介质射入光密介质，故不会发生全反射•当光线射到b表面时，入射角等于光在a表面时的折射角，由光

解析：AD【解析】光线通过两面平行的玻璃板时,光的传播方向不变,只是发生了侧移,A正确；光线在a表面是由光疏介质射入光密介质,故不会发生全反射.当光线射到b表面时,入射角等于光在a表面时的折射角,由光路可逆知,它在b表面的折射角等于在a表面的入射角,故在b表面也不会发生全反射,故BC错误,D正确•17．BCD【解析】【详解】A•光线从空气进入玻璃中时，由光疏射向光密介质，不可能会发生全反射现象，选项A错误；B•根据当i=90°时r=45。，可知无论入射角i为多大，折射角r都不会超过45。，解析：BCD【解析】【详解】B.根据n=沁sinrA.光线从空气进入玻璃中时，由光疏射向光密介质，不可能会发生全反射现象，选项A错误；当j=90。时r=45。，可知无论入射角/为多大，折射角B.根据n=沁sinrC.当反射光线与折射光线恰好相互垂直时，则sini

sini

sin(90-i)解得 。tani=-J2选项C正确;光从空气射入玻璃，由光疏射向光密介质，速度减小，选项D正确；若将入射光换成紫光，则由于紫光的折射率大于红光，则在同样入射角i的情况下，折射角r将变小，选项E错误。故选BCD。ABD【解析】A：光通过平行玻璃板后传播方向不变，则射出c板后的两束单色光与入射光平行.故A项正确.B：光的折射