全反射试题(含答案)

全反射试题（含答案）一、全反射选择题固定的半圆形玻璃砖的横截面如图。O点为圆心，OO'为直径MN的垂线。足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN。由A、b两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点，入射光线与OO'夹角0较小时，光屏出现三个光斑。逐渐增大。角，当0=a时，光屏NQ区域A光的光斑消失，继续增大0角，当0=卩时，光屏NQ区域b光的光A光在玻璃砖中的传播速度比B光速小光屏上出现三个光斑时，NQ区域A光的光斑离N点更近a<0<卩时，光屏上只有1个光斑卩<0<^2时，光屏上只有1个光斑如图，一束白光沿半径方向从A点射入半圆形玻璃砖，在0点发生反射和折射，折射光照在光屏上，a、b为折射光的上下边界，c为反射光，若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到0点，可以观察到各色光在光屏上陆续消失，在光带完全消失之前，下列说法正确的有（）c光逐渐变暗ab光带逐渐变亮a光与b光相比，a光先消失单色光a通过玻璃砖所需的时间小于单色光b通过玻璃砖所需的时间如图所示，一束复色光从空气中沿半圆玻璃砖半径方向射入，从玻璃砖射出后分成a、b两束单色光，则（）

A•玻璃砖对a光的折射率为1.5玻璃砖对a光的折射率为 2b光在玻璃中的传播速度比a光大b光在玻璃中发生全反射的临界角比a光小如图所示，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^J3复色光射向圆心O,该介质对红光和紫光的折射率分别为n二,n二迈，设光在真空1 3 2中的速度为c,贝y红光在介质中的传播速度为V二c红2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丙-羽R6红光在玻璃中的频率比空气中的频率大5•a、b两种单色光以相同的入射角从空气斜射向平行玻璃砖，界面MN与PQ平行，光路如图所示.关于a、b两种单色光，下列说法正确的是（）

该玻璃砖中a光的传播速度小于b光的传播速度B．a、b两种单色光从玻璃砖射向空气时，两单色光可能不平行若增大从空气射入玻璃时的入射角，a、b两种单色光在PQ界面可能发生全反射该玻璃砖对a光的折射率小于b光的折射率如图所示，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11C汕|」 D._山心如图所示，AOB是截面为扇形的玻璃砖的横截面图，其顶角0=75°，今有一束单色光线在横截面内从OA的中点E沿垂直OA的方向射入玻璃砖，一部分光线经AB面反射后恰\：'2C应2D.远2频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示，下列说法正确的是（）单色光1的频率大于单色光2的频率

B•在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度无论怎样改变入射角0，单色光1和2都不可能在此玻璃板下表面发生全反射若让这两束光从同种玻璃射向空气，单色光1的全反射临界角大于光2的全反射临界角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BA.光在玻璃球中的传播速度V=c为光速点的光线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ZABMA.光在玻璃球中的传播速度V=c为光速——c2发生全反射时的临界角C=60。球心到BN的距离为d= R3球心到BN的距离为d=、巨R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（ ）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光雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹.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、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是

紫光、黄光、蓝光和红光紫光、蓝光、黄光和红光红光、蓝光、黄光和紫光红光、黄光、蓝光和紫光12.如图所示，一个厚度d=30p3cm的军事设施，观察孔宽度L=60cm。为了扩大向外的观察视野，将折射率n3的某种玻璃砖完全嵌入观察孔内（图中为观察孔的俯视图），则（）在观察孔的中央观察，视野角比安装前增大60°在观察孔的中央观察，视野角比安装前增大90°若观察者在孔的边缘观察，可以观察到在中央观察所看不到的位置D•要使视野角接近180°，则需嵌入折射率至少为n=2的玻璃砖13.在光纤制造过程中，由于拉伸速度不均匀，会使得拉出的光纤偏离均匀的圆柱体，而呈现圆台形状（如图所示）.已知此光纤长度为L,圆台对应底角为0，折射率为n,真空A.光从真空射入光纤，光子的频率不变L光通过此光纤到达小截面的最短时间为一c从上方截面射出的光束一定是平行光若满足sin9＞ ，则光在第一次到达光纤侧面时不会从光纤侧面射出n14．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A．M、N点的颜色分别为紫、红B．M、N点的颜色分别为红、紫C．P、Q点的颜色分别为紫、红D．P、Q点的颜色分别为红、紫如图，半圆形玻璃砖按图中实线位置放置，直径与BD重合.一束激光沿着半圆形玻璃砖的半径从圆弧面垂直BD射到圆心0点上.使玻璃砖绕0点逆时针缓慢地转过角度涉(0°＜涉＜90°),观察到折射光斑和反射光斑在弧形屏上移动.在玻璃砖转动过程中，以下说法正确的是折射光斑在弧形屏上沿CTD方向移动折射光斑的亮度逐渐变亮折射光线消失前，折射角一定大于反射角D•反射光线转过的角度为&当玻璃砖转至E45。时，恰好折射光线消失，则此玻璃砖的折射率n=^2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，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角0=30。,E、F分别为边AB、BC的中点，则下从F点出射的光束与入射到E点的光束平行该棱镜的折射率为光在F点发生全反射光从空气进入棱镜，波速变小频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如右图所示，下列说法正确的是（）单色光1的波长小于单色光2的波长B•在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角某兴趣小组设计了一种检测油深度的油量计，如图1所示油量计固定在油桶盖上并将油量计竖直插入油桶，通过油箱盖的矩形窗口可看见油量计的上端面明暗相间的区域。图2是油量计的正视图，它是一块锯齿形的透明塑料，锯齿形的底部是一个等腰直角三角形，腰长为兰2d，相邻两个锯齿连接的竖直短线长度为最右边的锯齿刚接触到油桶22的底部，塑料的折射率小于油的折射率。若油面不会超过图2中的虚线I,不计油量计对油面变化的影响，则（）aIE明椿相闫区竖宜匪现明纯所-在位丘aIE明椿相闫区竖宜匪现明纯所-在位丘窗口竖直向下射入的光线在塑料和油的界面处发生折射进入油中，折射光线与反射光线垂直，形成暗区窗口竖直向下射入的光线在塑料和空气的界面处发生全反射，返回油量计的上端面并射出，形成亮区透明塑料的折射率至少要大于2油的深度h与明线长度L满足的关系式为h二5d--2如图所示。有一束平行于等边三棱镜横截面ABC的红光从空气射向E点，并偏折到F点。已知入射方向与边AB的夹角9=45。,E.F分别为边AB.BC的中点，贝9()该三棱镜对红光的折射率为光在F点发生全反射从F点出射的光束与入射到E点的光束的夹角为30°D•若改用紫光沿相同角度从E点入射，则出射点在F点左侧参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、全反射选择题1.BCE【解析】【详解】A.根据题干描述“当9=a时，光屏NQ区域A光的光斑消失，继续增大G角，当e=B时，光屏NQ区域B光的光斑消失”，说明A光先发生了全反射，A光的临界角小于B光的临界角，而解析：BCE【解析】【详解】根据题干描述“当d=a时，光屏NQ区域A光的光斑消失，继续增大&角，当d=6时，光屏NQ区域B光的光斑消失”，说明A光先发生了全反射，A光的临界角小于B光1的临界角，而发生全反射的临界角C满足：sinC二一，可知玻璃砖对a光的折射率比对Bn光的大，故A错误；c玻璃砖对A光的折射率比对B光的大，由n二知，A光在玻璃砖中传播速度比B光的v小。故B正确；由玻璃砖对A光的折射率比对B光的大，即A光偏折大，所以NQ区域A光的光斑离N点更近，故C正确；当a<^<6时，B光尚未发生全反射现象，故光屏上应该看到2个亮斑，其中包含NP侧的反射光斑（A、B重合）以及NQ一侧的B光的折射光线形成的光斑。故D错误；当卩<°<£时，A、B两光均发生了全反射，故仅能看到NP侧的反射光斑（A、B重合）。故E正确。故选BCE。D【解析】【分析】【详解】AB.入射点从A向B缓慢移动时，光线射到直边的入射角增大，越来越多的光发生全反射，故c光逐渐变亮，ab光带逐渐变暗，故AB错误；CD.根据偏折程度可知，单色光a的解析：D【解析】【分析】【详解】AB.入射点从A向B缓慢移动时，光线射到直边的入射角增大，越来越多的光发生全反射，故c光逐渐变亮，ab光带逐渐变暗，故AB错误；CD.根据偏折程度可知，单色光a的折射率小于单色光b的折射率，光线从玻璃砖射入空气时，b光的折射角先达到90°，先发生全反射，故a光与b光相比，b光先消失，又由cn二-知，单色光a在玻璃中的速率比b的大，故通过玻璃砖所需的时间小于单色光b通v过玻璃砖所需的时间，故C错误，D正确。故选D。D【解析】【分析】【详解】AB.由折射定律可知，玻璃砖对光的折射率为故AB错误；C.由题图可知玻璃砖对光的折射率大于对光的折射率，根据可知在玻璃中光的传播速度比光小，故C错误;D解析：D【解析】【分析】【详解】AB.由折射定律可知，玻璃砖对a光的折射率为sin45° rrn= =sin30°故AB错误；C.由题图可知玻璃砖对b光的折射率大于对a光的折射率，根据cv——n可知在玻璃中b光的传播速度比a光小，故C错误；玻璃砖对b光的折射率大于对a光的折射率，根据sinCn可知b光在玻璃中发生全反射的临界角比a光的小，故D正确。故选DoC【解析】【详解】红光在介质中传播的速度选项A错误；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选项A错误;设折射角分别为心和r2.两个光斑分别为P］、P2,根据折射定律: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设折射角分别为心和r2.两个光斑分别为P］、P2,根据折射定律: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；C.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P］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．sinrn二一sini得：• 2羽 . 3忑sinr= ，sinr=1525由几何知识可得:Rtanr-1AP1解得:同理解得:所以:PP=FP-FP=（空—空）R='''39n14r12i2 3^2 2J3 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．D【解析】【分析】【详解】AD.由图看出：b光的折射角小于a光的折射角，b光的偏折程度大，根据折射定律得知：玻璃对b光的折射率大于对a光的折射率，由可知，在该玻璃中a光的传播速度较大，故A错解析：D【解析】【分析】【详解】AD.由图看出：b光的折射角小于a光的折射角，b光的偏折程度大，根据折射定律得c知：玻璃对b光的折射率大于对a光的折射率，由v 可知，在该玻璃中a光的传播速n度较大，故A错误，D正确；BC.光线通过玻璃砖发生了两次折射，第二次的入射角等于第一次的折射角，根据光路可逆性原理可知，光不可能在a、b的下表面发生全反射，一定能从下表面射出玻璃砖.根据光路的可逆性，出射光线与入射光线平行，所以a、b两束单色光互相平行，故BC错误。故选Do【点睛】根据光的偏折程度比较出a、b两光的折射率大小，从而比较出光子的频率大小.光子的能量E与频率成正比.根据全反射的条件和光路可逆性原理分析光线能否在PQ面上发生全反射，最后依据光电效应发生条件，即可求解.6.B【解析】【详解】由题可知，将玻璃砖缓慢转过9角时，恰好没有光线从ab面射出，说明光线发生了全反射，此时的入射角恰好等于临界角，即有i=C,而入射角i=9，贝U可得到临界角C=9，根据临界角公式解析：B【解析】【详解】由题可知，将玻璃砖缓慢转过0角时，恰好没有光线从ab面射出，说明光线发生了全反射，此时的入射角恰好等于临界角，即有’,而入射角;-"■■'，贝y可得到临界角'-二根据临界角公式：sinC—得：11n-Sillf：-后B符合题意。7．B【解析】【分析】【详解】如图所示因E点为OA的中点，所以入射角a=30。①3=9=75。②临界角C=180°—2a—B=45。③OB面恰好发生全反射，则sinC=④解得解析：B【解析】【分析】【详解】a=30°®3二涉二75°②临界角C=180°-2a-6=45°③OB面恰好发生全反射，则1sinC= ④n解得n=<2故选B8．AC【解析】【详解】AB•单色光1比单色光2偏折厉害，则单色光啲折射率大，频率大，据知，单色光1在玻璃中传播的速度小，故A正确，B错误；C•因单色光在玻璃下表面的折射角总等于在上表面的入射解析：AC【解析】【详解】cAB.单色光1比单色光2偏折厉害，则单色光1的折射率大，频率大，据v二知，单色n光1在玻璃中传播的速度小，故A正确，B错误；C•因单色光在玻璃下表面的折射角总等于在上表面的入射角&，所以无论怎样改变入射角为单色光1和2都不可能在此玻璃板下表面发生全反射，故C正确；1D.单色光1的折射率大，据sinC——知，让这两束光从同种玻璃射向空气，单色光1的n全反射临界角小于光2的全反射临界角，故D错误。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Q—30。，折射角0-60。，则玻璃的折射率为n=哑=朽sina光在玻璃中传播速度cv3v— —cn3A错误；发生全反射的临界角因为•3sin60。二-2B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。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】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。B【解析】试题分析：由折射图象可知a光的偏折程度最大，说明水滴对a的折射率最大，故a的频率最大，由可知，a的波长最小，abed偏折程度依次减小，故为紫光、蓝光、黄光和红光，B正确；考点：考查了解析：B【解析】试题分析：由折射图象可知a光的偏折程度最大，说明水滴对a的折射率最大，故a的频率最大，由v=九f可知，a的波长最小，abed偏折程度依次减小，故为紫光、蓝光、黄光和红光，B正确；考点：考查了光的折射名师点睛：根据折射图象可得出各光的偏折程度，即可得出折射率的大小，则可得频率、波长等的大小时关系，即可判断各光可能的顺序．12．ACD【解析】【分析】【详解】AB.由知识知折射角为，根据折射定律解得则视野角比安装前增大，所以选项A正确，选项B错误；若观察者在孔的边缘观察，折射角变大，同样入射角变大解析：ACD【解析】【分析】【详解】AB•由知识知折射角为30，根据折射定律sinisin30解得i=60则视野角比安装前增大2(60-30)=60，所以选项A正确，选项B错误；若观察者在孔的边缘观察,。折射角变大，同样入射角变大，故可以观察到在中央观察所看不到的位置，所以选项C正确；要使视野角接近180°，即入射角为90，而折射角r二30不变，则折射率TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"。sin90 - 。\o"CurrentDocument"n= =2sin30。所以选项D正确。 。故选ACD。13．AD【解析】【分析】【详解】A、 光子的频率由光源决定，与介质无关，所以光从真空射入光纤，光子的频率不变；故A正确．B、 光通过此光纤到达小截面的最短距离为L,光在光纤中的传播速度，则光通过此解析：AD【解析】【分析】【详解】A、 光子的频率由光源决定，与介质无关，所以光从真空射入光纤，光子的频率不变；故A正确．cB、 光通过此光纤到达小截面的最短距离为L,光在光纤中的传播速度V二一，则光通过此nLnL光纤到达小截面的最短时间为t== ；故B错误.VcC、 通过光纤侧面全反射后再从上方截面射出的光束与垂直射出上方截面的光束不平行；故C错误．1D、 设临界角为C,则sinC二到达光纤侧面光线入射角等于0，当0>C,即有n1SinO>—,则光在第一次到达光纤侧面时发生全反射，不会从光纤侧面射出；故D正确.n故选AD．【点睛】解决本题的关键是掌握全反射现象的条件和临界角公式，结合几何知识进行分析．要注意光的频率与介质无关，而光速与介质有关．14．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．15．ACE【解析】A、玻璃砖绕O点逆时针缓慢地转过角度0的过程中，入射角增大，由折射定律可知折射角也随之增大，而且法线也逆时针旋转，所以折射光斑在弧形屏上沿C—D方向移动，故A正确.B、随着入射角增解析：ACE【解析】A、玻璃砖绕0点逆时针缓慢地转过角度&的过程中,入射角增大,由折射定律可知折射角也随之增大，而且法线也逆时针旋转，所以折射光斑在弧形屏上沿C^D方向移动，故A正确.B、随着入射角增大，反射光增强，而折射光减弱，故折射光斑的亮度逐渐变暗，故B错误.C、根据0°＜涉＜90。及折射定律可知，在玻璃砖转动过程中，折射角一定大于入射角，而反射角等于入射角，则折射角一定大于反射角，故C正确.D、根据反射定律和几何知识知，玻璃砖转过&角，则反射光线转过2&角，故D错误•E、当玻璃砖转至E45°时，恰好看不到折射光线，恰好发生了全反射，则临界角C=45°，由临界角公式sinC――,解得折射率n=、；2，故E正确.故选ACE.n【点睛】本题考查对折射定律、反射定律的理解能力．要知道当光从光密介质进入光疏介质折射时，入射角小于折射角，随着入射角的增大，反射光增强，折射光减弱，折射光线与入射光线同向旋转.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．BD【解析】【分析】【详解】AC•由几何关系可以知道，光线在点的入射角等于面上的折射角，根据光路可逆性原理知，光在点不可能发生全反射，而且从点出射的光束与的夹角为，所以从点出射的光束与入射到解析：BD【解析】【分析】【详解】AC.由几何关系可以知道，光线在F点的入射角等于AB面上的折射角，根据光路可逆性原理知，光在F点不可能发生全反射，而且从F点出射的光束与BC的夹角为0，所以从F点出射的光束与入射到E点的光束不平行，故AC错误；BD.由几何知识得，光线在AB面上入射角为i二60。，折射角为r=30。，则折射率为n=吧f叫

sinr光从空气进入棱镜，频率不变，波速变小，故BD正确。故选BD。18.AD解析】分析】【详解】试题分析：由折射光路可知，单色光1的折射率大于单色光2，则单色光1的频率大于单色光2，单色光1的周期小于单色光2，根据，所以单色光1的波长小于单色光2的波长，选解析：AD【解析】【分析】【详解】试题分析：由折射光路可知，单色光1的折射率大于单色光2，则单色光1的频率大于单色光2,单色光1的周期小于单色光2,根据=＜，所以单色光1的波长小于单色光2的波长，选项A正确；根据=-在玻璃中单色光1的传播速度小于单色光2的传播速V度，选项B错误；根据山匚二二，所以单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色n光2从玻璃到空气的全反射临界角，选项D正确；设光线由