江阴市《全反射》测试题(含答案)

江阴市《全反射》测试题(含答案)一、全反射选择题1．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O点为圆心，将玻璃砖缓慢转过θ角时，恰好没有光线从ab面射出，则该玻璃砖的折射率为()A． B．C． D．2．如图所示，AOB为扇形玻璃砖，一细光束照射到AO面上的C点，入射光线与AO面的夹角为30°，折射光线平行于BO边，圆弧的半径为R，C点到BO面的距离为，AD⊥BO，∠DAO=30°，光在空气中的传播速度为c，下列说法正确的是（）A．玻璃砖的折射率B．光线在AB圆弧面上出射时的折射角30°C．光线会在AB圆弧面上发生全反射D．光在玻璃砖中传播的时间为3．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ABD=，光在真空中的传播速度为c，则（）A．此玻璃的折射率为2B．光线从B传播到D的时间为C．若增大ABD，光线不可能在DM段发生全反射现象D．若减小ABD，从AD段射出的光线仍平行于AB4．水下一点光源，发出a、b两单色光。人在水面上方向下看，水面中心I区域有a光、b光射出，Ⅱ区域只有a光射出，如图所示。下列判断不正确的是（）A．a、b光从I区域某点倾斜射出时，a光的折射角小B．在真空中，a光的波长大于b光的波长C．水对a光的折射率大于对b光的折射率D．水下a、b光能射到图中I区域以外区域5．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1.5B．玻璃砖对a光的折射率为C．b光在玻璃中的传播速度比a光大D．b光在玻璃中发生全反射的临界角比a光小6．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复色光射向圆心O，该介质对红光和紫光的折射率分别为，设光在真空中的速度为c，则A．红光在介质中的传播速度为B．随着角度逐渐变大的过程中，紫光和红光依次发生全反射C．当时，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D．红光在玻璃中的频率比空气中的频率大7．如图所示，在等边三棱镜截面ABC内，有一束单色光从空气射向其边界上的E点，已知该单色光入射方向与三棱镜边界AB的夹角为θ=30º，该三棱镜对该单色光的折射率为，则下列说法中正确的是（）A．该单色光在AB边界发生全反射B．该单色光从空气进入棱镜，波长变长C．该单色光在三棱镜中的传播光线与底边BC平行D．该单色光在AC边界发生全反射8．右图是一个圆柱体棱镜的截面图,图中E､F､G､H将半径OM分成5等份,虚线EE1､FF1､GG1､HH1平行于半径ON,ON边可吸收到达其上的所有光线.已知该棱镜的折射率n=,若平行光束垂直入射并覆盖OM,则光线()A．不能从圆弧射出 B．只能从圆弧射出C．能从圆弧射出 D．能从圆弧射出9．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，则（）A．光在玻璃球中的传播速度，c为光速B．发生全反射时的临界角C．球心到BN的距离为D．球心到BN的距离为10．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A．在同种玻璃种传播，a光的传播速度一定大于b光B．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C．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D．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11．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A．紫光、黄光、蓝光和红光B．紫光、蓝光、黄光和红光C．红光、蓝光、黄光和紫光D．红光、黄光、蓝光和紫光12．如图所示，一束光从空气中射向折射率n=的某种玻璃的表面，i表示入射角，光在真空中的传播速度c=3×108m/s，则下列说法中正确的是（）A．当i＞45°时会发生全反射现象B．无论入射角是多大，折射角r都不会超过45°C．欲使折射角r=30°应以i=45°的角度入射D．当入射角tani=时，反射光线跟折射光线恰好垂直E.光在该玻璃中的传播速度v=1.5×108m/s13．如图所示，足够长的平行玻璃砖厚度为d，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）．已知该光线在玻璃砖中的传播速度为c，c为光在真空中的传播速度，则（）A．平行玻璃砖的折射率为B．入射点A与出射点B之间的距离为C．平行玻璃砖的全反射临界角为30°D．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CD长度至少2d14．黄、红、绿三种单色光以相同的入射角到达介质和空气的界面若黄光恰好发生全反射，则A．红光一定能发生全反射B．绿光一定能发生全反射C．红光在介质中的波长比它在空气中的波长短D．三种单色光相比，绿光在该介质中传播的速率最大15．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，折射率为n，真空中光速为c．现光从下方垂直射入下台面，则A．光从真空射入光纤，光子的频率不变B．光通过此光纤到达小截面的最短时间为C．从上方截面射出的光束一定是平行光D．若满足，则光在第一次到达光纤侧面时不会从光纤侧面射出16．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O点上．使玻璃砖绕O点逆时针缓慢地转过角度θ(0°<θ<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A．折射光斑在弧形屏上沿C→D方向移动B．折射光斑的亮度逐渐变亮C．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θE.当玻璃砖转至θ=45°时，恰好折射光线消失，则此玻璃砖的折射率n=17．如图中方框区域内有一个位置可以任意摆放的全反射棱镜，其横截面是等腰直角三角形，光线1、2、3、4表示的是入射光线，经过棱镜后，相应的出射光线是、、、下图4种情况中，哪些是可能实现的（）A． B．C． D．18．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.()A．水的折射率为B．水的折射率为C．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D．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（6－3）m19．如图，在某种液体内，有一轴截面为正三角形的薄壁透明圆锥罩ABC,底面水平,罩内为空气。发光点D位于BC中点，发出的垂直于BC的光恰好不能射出液面。下列说法正确的是A．D发出的光照射到CB界面时可能发生全反射B．液面上方能够看到透明罩所有位置都被照亮C．液体的折射率为D．液体的折射率为E.液体的折射率为20．如图所示，一束光与某材料表面成45°角入射，每次反射的光能量为入射光能量的k倍。若这束光最终进入材料的能量为入射光能量的倍，则该材料折射率至少为（）A． B． C．1.5 D．2【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、全反射选择题1．B【解析】【详解】由题可知，将玻璃砖缓慢转过θ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=θ，则可得到临界角C=θ，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θ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，则可得到临界角，根据临界角公式：得：B符合题意。2．D【解析】【分析】【详解】A．光路如图所示，由于折射光线CE平行于BO，因此光线在圆弧面上的入射点E到BO的距离也为，则光线在E点的入射角α满足sinα=得α=30°由几何关系可知，∠解析：D【解析】【分析】【详解】A．光路如图所示，由于折射光线CE平行于BO，因此光线在圆弧面上的入射点E到BO的距离也为，则光线在E点的入射角α满足sinα=得α=30°由几何关系可知，∠COE=90°，因此光线在C点的折射角为r=30°由折射定律知，玻璃砖的折射率为选项A错误；BC．由于光线在E点的入射角为30°，根据折射定律可知，光线在E点的折射角为60°，光线不会在AB圆弧面上发生全反射，选项BC错误；D．由几何关系可知光在玻璃砖中传播的速度为因此光在玻璃砖中传播的时间为选项D正确。故选D。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】【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．由可知，临界角所以若增大∠ABD，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；D．要使出射光线平行于AB，入射角必为，若减小∠ABD，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】【分析】【详解】AC．由题分析可知，b光在I区域边缘发生了全反射，a光Ⅱ区域边缘发生了全反射，则知a光的临界角比b光的临界角大，由知，水对a光的折射率小于对b光的折射率，由折射定律解析：C【解析】【分析】【详解】AC．由题分析可知，b光在I区域边缘发生了全反射，a光Ⅱ区域边缘发生了全反射，则知a光的临界角比b光的临界角大，由知，水对a光的折射率小于对b光的折射率，由折射定律知：a、b光从I区域某点倾斜射出时，a光折射角小，故A正确，不符合题意，C错误，符合题意；B．水对a光的折射率小于对b光的折射率，则a光的频率小于b光的频率，由c=λf知，在真空中，因光速c不变，则有a光的波长大于b光的波长。故B正确，不符合题意；D．水下a、b光经水面反射后均能射到图中I区域以外区域，故D正确，不符合题意。故选C。5．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．玻璃砖对光的折射率大于对光的折射率，根据可知光在玻璃中发生全反射的临界角比光的小，故D正确。故选D。6．C【解析】【详解】A．红光在介质中传播的速度选项A错误；B．α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α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】A．红光在介质中传播的速度选项A错误；B．α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α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α=53°时，对应的入射角：i=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r1和r2，两个光斑分别为P1、P2，根据折射定律：得：，由几何知识可得：解得：同理解得：所以：故C正确；D．同一单色光在不同的介质中传播时频率不变，D错误．7．C【解析】【分析】【详解】A．在AB边界光由射入三棱镜，是由光疏介质射入到光密介质，不会发生全反射，故A错误；B．光从空气进入棱镜，频率不变，波速变小，波长变小，故B错误；C．由几何知识解析：C【解析】【分析】【详解】A．在AB边界光由射入三棱镜，是由光疏介质射入到光密介质，不会发生全反射，故A错误；B．光从空气进入棱镜，频率不变，波速变小，波长变小，故B错误；C．由几何知识得：光线在AB面上入射角为i=60°，棱镜的折射率为故折射角为r=30°，折射光线与AB面的夹角是60°，所以该单色光在三棱镜中的传播光线与底边BC平行，故C正确；D．由几何关系可知，光线在AC边界的入射角等于AB面上的折射角，根据光路可逆性原理知，不可能发生全反射，故D错误。故选C。8．B【解析】【分析】【详解】由折射率n=知该棱镜的全反射临界角为C=37°(sinC=),刚好从G点入射的光线垂直进入棱镜后,在G1点恰全反射,则圆弧上所有入射光线均发生全反射,不会从中射出,解析：B【解析】【分析】【详解】由折射率n=知该棱镜的全反射临界角为C=37°(sinC=),刚好从G点入射的光线垂直进入棱镜后,在G1点恰全反射,则圆弧上所有入射光线均发生全反射,不会从中射出,只有圆弧上入射的光线折射后射出棱镜.所以只有B正确,A､C､D错误。故选B。9．C【解析】【分析】【详解】A．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；B．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，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；B．发生全反射的临界角因为B错误；CD．因为光线BN恰好在N点发生全反射，球心到光线BN的距离为D错误C正确。故选C。10．C【解析】【分析】【详解】A．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；B．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；C．根据解析：C【解析】【分析】【详解】A．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；B．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；C．根据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；D．根据折射率越大，越容易发生全反射，在水外越不容易看到，D错误.11．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，abcd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，由可知，a的波长最小，abcd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．BCD【解析】【详解】A．光从空气中射向玻璃表面时，不可能发生全反射，故A错误。B．当入射角最大时，根据折射定律知，折射角也最大，而最大的入射角为90°，则由得r=45°所以最大的折射解析：BCD【解析】【详解】A．光从空气中射向玻璃表面时，不可能发生全反射，故A错误。B．当入射角最大时，根据折射定律知，折射角也最大，而最大的入射角为90°，则由得r=45°所以最大的折射角为45°．故B正确。C．当折射角r=30°时，由折射定律得入射角i=45°故C正确。D．当反射光线跟折射光线恰好互相垂直时，设入射角为i，折射角为β，有i+β=90°，所以i=arctan．故D正确。E．光在该玻璃中的传播速度故E错误；故选BCD。13．ABD【解析】【分析】【详解】A．玻璃砖的折射率为故A正确；B．由折射定律得可得因此入射点与出射点之间的距离为故B正确；C．设临界角为，则有可得故C错误；D．为解析：ABD【解析】【分析】【详解】A．玻璃砖的折射率为故A正确；B．由折射定律得可得因此入射点与出射点之间的距离为故B正确；C．设临界角为，则有可得故C错误；D．为了使从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，则底面反光膜至少为故D正确；故选ABD。14．BC【解析】【详解】A、B、根据折射定律可知折射率最大的是绿光，最小的是红光，由临界角公式，临界角最小的是绿光，最大的是红光，由于黄光恰好发生全反射，因此绿光一定发生光的全反射，红光一定没有发解析：BC【解析】【详解】A、B、根据折射定律可知折射率最大的是绿光，最小的是红光，由临界角公式，临界角最小的是绿光，最大的是红光，由于黄光恰好发生全反射，因此绿光一定发生光的全反射，红光一定没有发生全反射；故A错误，B正确．C、由与可得，同种光，介质折射率越大的，波长越小，所以红光在介质中的波长比它在空气中的波长短；故C正确．D、由可知，折射率越大的传播速度越小，所以绿光在介质中的传播速率最小；故D错误．故选BC．【点睛】本题考查光的折射定律以及全反射的性质，主要考查对不同色光特性的理解能力．对于光的全反射可结合折射定律和临界角公式理解记忆．15．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．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，则光通过此光纤到达小截面的最短时间为；故B错误．C、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．D、设临界角为C，则到达光纤侧面光线入射角等于，当，即有，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．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．16．ACE【解析】A、玻璃砖绕O点逆时针缓慢地转过角度θ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O点逆时针缓慢地转过角度θ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°<θ<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θ角，则反射光线转过2θ角，故D错误．E、当玻璃砖转至θ=45°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，解得折射率，故E正确．故选ACE．【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．17．ABC【解析】【详解】A.将全反射棱镜如图放置，可满足要求，选项A正确；B.将全反射棱镜如图放置，可满足要求，选项B正确；C.将全反射棱镜如图放置，可满足要求，选项C正确；D.解析：ABC【解析】【详解】A.将全反射棱镜如图放置，可满足要求，选项A正确；B.将全反射棱镜如图放置，可满足要求，选项B正确；C.将全反射棱镜如图放置，可满足要求，选项C正确；D.全反射棱镜对光路有两种控制作用：将光的传播方向改变90°，或是改变180°，而没有会聚光线的作用，选项D选项错误。18．ACD【解析】【详解】AB．设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为x1，到P点的