【同步学练】高中物理人教版(2019)选择性必修1：第4章2.课时分层作业17全反射习题

课时分层作业(十七)全反射题组一全反射1．(多选)如图所示，一束光从空气射向折射率n＝2的某种玻璃的表面，i代表入射角，则()A．当i>45°时会发生全反射现象B．无论入射角i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i＝arctan2时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直2．(2021·江苏卷)某种材料制成的半圆形透明砖平放在方格纸上，将激光束垂直于AC面射入，可以看到光束从圆弧面ABC出射，沿AC方向缓慢平移该砖，在如图所示位置时，出射光束恰好消失，该材料的折射率为()A．1.2 B．1.4C．1.6 D．1.83．(2022·浙江普通高中强基联盟统测)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()A．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B．小球所发的光能从水面任何区域射出C．小球所发的光从水中进入空气后频率变大D．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大4．(多选)(2022·北京海淀检测)如图所示，两束单色光A、B分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射时合成一束复色光P，下列说法正确的是()A．玻璃砖对A光的折射率小于对B光的折射率B．在玻璃砖中A光的传播速度小于B光的传播速度C．A光的频率小于B光的频率D．两束单色光由玻璃砖射向空气时，A光的临界角较大5．一个横截面为矩形、粗细均匀的玻璃棒，被弯成如图所示的半圆形状，其内半径为R，玻璃棒横截面宽为d，折射率为n。如果一束平行光垂直于玻璃棒水平端面A射入，并使之全部从水平端面B射出，则R与d的最小比值为多少？题组二全反射棱镜和光导纤维6．(2022·江苏宿迁期中)自行车的尾灯应用了全反射棱镜，它本身不发光，夜间骑车时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，提醒汽车司机注意到前面的自行车，尾灯由折射率大于2的透明介质制成，其外形如图所示，下面说法正确的是()A．汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的左表面发生全反射B．汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的左表面发生全反射C．汽车灯光斜向右面入射，一定会发生全反射D．为了提高安全性，制成尾灯的透明介质的折射率越大越好，折射率越大，光进入介质后传播速度越大7．(2021·辽宁卷)一束复色光从空气射入光导纤维后分成a、b两束单色光，光路如图所示，比较内芯中的a、b两束光，a光的()A.频率小，发生全反射的临界角小B．频率大，发生全反射的临界角小C．频率小，发生全反射的临界角大D．频率大，发生全反射的临界角大8．(2022·山东学业水平考试模拟)如图所示，由某种透明介质制成的长直细圆柱体置于真空中。某种单色光在介质中传输，经过多次全反射后从右端射出。若以全反射临界角传输的光线刚好从右端以张角2θ出射，则此介质的折射率为()A．1+sinC．1+cos9．(2021·河北卷)将两块半径均为R、完全相同的透明半圆柱体A、B正对放置，圆心上下错开一定距离，如图所示，用一束单色光沿半径照射半圆柱体A，设圆心处入射角为θ，当θ＝60°时，A右侧恰好无光线射出；当θ＝30°时，光线经B圆心后沿B的半径射出，射出位置与A的圆心相比下移h，不考虑多次反射，求：(1)半圆柱体对该单色光的折射率；(2)两个半圆柱体之间的距离d。10．(2022·广东深圳高二期中)如图甲为一种检测油深度的油量计，油量计竖直固定在油桶内，当入射光竖直向下照射时，通过观察油桶上方的矩形窗口亮暗两个区域可确定油量。图乙是油量计结构图，它是一块锯齿形的透明塑料(折射率比油小)，锯齿形的底部是一个等腰直角三角形，最右边的锯齿刚接触到油桶的底部，则下列说法正确的是()A．透明塑料的折射率应小于2B．塑料锯齿和油的界面处发生全反射形成暗区C．油量增加时，亮区范围变大D．对于透明塑料和油来说，油是光密介质11．(2022·广东名校联考)如图所示，三角形ABC为某透明介质的横截面，O为BC边的中点，位于截面所在平面内的一束光线以角i从O点入射，第一次到达AB边恰好发生全反射。已知θ＝15°，BC边长为2L，该介质的折射率为2。求：(1)入射角i；(2)从入射到发生第一次全反射所用的时间(设光在真空中的传播速度为c，可能用到：sin75°＝6+2412．(2022·河南名校联盟联考)横截面为直角三角形的玻璃砖与内径为R、外径为2R的环形玻璃砖由同种材料制成，它们按如图所示放置。直角三角形的顶角为30°，一束单色光沿与法线成45°角的AB方向从B点射入横截面为三角形的玻璃砖，经折射后从C点垂直射入环形玻璃砖，已知OC＝3R(O为环形玻璃砖的圆心)，光在真空中的传播速度为c，求：(1)这种材料对该单色光的折射率n；(2)该单色光在环形玻璃砖中的传播时间t。课时分层作业(十七)A组基础巩固练1．BCD[因为光是从光疏介质进入光密介质，所以不可能发生全反射，故A错误；当入射角为90°时，折射角最大，根据n＝sin90°sinr，可得折射角最大值为r＝45°，所以无论入射角i是多大，折射角r都不会超过45°，故B正确；当折射角r＝30°时，由n＝sinisin30°＝2，解得i＝45°，故C正确；当反射光线跟折射光线恰好互相垂直时，有i+r＝90°，n＝sinisin2．A3．D4．ACD[由题图结合光路可逆原理知，玻璃砖对B光的折射程度大，则nB>nA，故B光的频率较大，A、C正确；由v＝cn知，在玻璃砖中，vB<vA，故B错误；两束单色光由玻璃砖射向空气时，由于sinC＝1n，所以CB<CA，故D5．解析：由图可以看出，从A端最内侧的边界射入玻璃棒的光线射到弧AB上的入射角最小，因此必须保证此光线能发生全反射，即此光线射到弧AB上的入射角大于等于临界角，结合几何关系可得sinC≤RR+d，又sinC＝1n答案：16．B7．C8．D9．解析：(1)光从半圆柱体A射出，满足从光密介质到光疏介质，当θ＝60°时发生全反射，有sinθ＝1n，解得n＝2(2)当入射角θ＝30°，经两次折射从半圆柱体B的半径出射，设折射角为r，光路如图所示。由折射定律有sinθ·n＝sinr，由几何关系有tanr＝h-Rsinθd答案：(1)233B组能力提升练10．D11．解析：(1)根据全反射规律可知，光线在AB面上P点恰好发生全反射，其入射角等于临界角C0，如图所示，由临界角与折射率的关系有sinC0＝1代入数据得C0＝45°设光线在BC面上的折射角为r，由几何关系得r＝30°由折射定律有n＝sin代入数据解得i＝45°。(2)如图所示，在△OPB中，根据正弦定理得OP设光线在介质中的速度为v，从入射到发生第一次全反射的时间为t，则有OP＝vt，v＝c代入数据解得t＝6+2答案：(1)45°(2)6+C组创新拓展练12．解析：(1)光在横截面为三角形的玻璃砖B点处的入射角为i＝45°，折射后折射角为r＝30°由n＝s