福建省三明市第一中学全反射单元测试题一、全反射 选择题1．如图,有一截面是直角三角形的棱镜ABC ，∠A =30º.它对红光的折射率为1n .对紫光的折射率为2n .在距AC 边d 处有一与AC 平行的光屏．现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB 边射入棱镜.1v 、2v 分别为红光、紫光在棱镜中的传播速度,则（ ）A ．两种光一定在AC 面发生全反射，不能从AC 面射出B ．1221::v v n n =C ．若两种光都能从AC 面射出，在光屏MN 上两光点间的距离为21222122d n n ⎛⎫⎪- ⎪--⎝⎭D ．若两种光都能从AC 面射出，在光屏MN 上两光点间的距离为21222144d n n ⎛⎫⎪- ⎪--⎝⎭2．如图所示，一光束包含两种不同频率的单色光，从空气射向两面平行的玻璃砖上表面，玻璃砖下表面有反射层，光束经两次折射和一次反射后，从玻璃砖上表面分为a 、b 两束单色光射出。
下列说法正确的是（ ）A ．a 光的频率小于b 光的频率B ．光束a 在空气中的波长较大C ．出射光束a 、b 一定相互平行D ．a 、b 两色光从同种玻璃射向空气时，a 光发生全反射的临界角大3．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．如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角60θ=︒时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。
已知真空中的光速为c，则（）A．玻璃砖的折射率为1.5B．OP之间的距离为2 2RC．光在玻璃砖内的传播速度为3 3 cD．光从玻璃到空气的临界角为30°5．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6．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（）A．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C．无论怎样改变入射角θ，单色光1和2都不可能在此玻璃板下表面发生全反射D．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7．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θ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 P<n Q，则下列说法正确的是（）A．光线在Q的下表面可能发生全反射B．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C．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θD．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θ8．如图所示，一光束包含两种不同频率的单色光，从空气射向两面平行玻璃砖的上表面，玻璃砖下表面有反射层，光束经两次折射和一次反射后，从玻璃砖上表面分为两束单色光射出， a、b分别为两束单色光的出射点，下列说法正确的是（）A．a光的频率小于b 光的频率B．在空气中a光的波长小于b光的波长。
C．出射光束a、b一定相互平行D．a、b两色光从同种玻璃射向空气时，a 光发生全反射的临界角大9．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=30︒，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3R cC．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AB10．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22c，c为光在真空中的传播速度，则（）A．平行玻璃砖的折射率为2B．入射点A与出射点B之间的距离为23dC．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2d 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．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13．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 =214．图示为一直角棱镜的横截面，90,60bac abc ∠=∠=。
一平行细光束从O 点沿垂直于bc 面的方向射入棱镜。
已知棱镜材料的折射率n =2，若不考虑原入射光在bc 面上的反射光，则有光线（ ）A ．从ab 面射出B ．从ac 面射出C ．从bc 面射出，且与bc 面斜交D ．从bc 面射出，且与bc 面垂直15．如图所示为一玻璃工件的截面图，上半部ABC 为等腰直角三角形，∠A =90°，下半部是半径为R 的半圆，O 是圆心，P 、Q 是半圆弧BDC 上的两个点，AD 和BC 垂直相交于O 点。
现有一束平行于AD 方向的平行光射到AB 面上，从A 点射入玻璃的光射到P 点，已知圆弧BQ 与QD 的长度相等，圆弧CP 长度是DP 长度的2倍，光在真空中传播的速度为C ，若只考虑光从AB 界面一次折射到圆弧界面，则A ．此玻璃工件的折射率为2B ．射到Q 点的光一定发生全反射C ．能从圆弧界面射出的圆弧长度为3Rπ D ．射到圆弧界面的最长时间为2sin15RC ︒16．为了研究某种透明新材料的光学性质，将其压制成半圆柱形，如图甲所示。
一束激光由真空沿半圆柱体的径向与其底面过O 的法线成θ角射人。
CD 为光学传感器，可以探测光的强度。
从AB 面反射回来的光强随角θ变化的情况如图乙所示。
现在将这种新材料制成的一根光导纤维束弯成半圆形，暴露于空气中(假设空气中的折射率与真空相同)，设半圆形外半径为R ，光导纤维束的半径为r 。
则下列说法正确的是A ．该新材料的折射率n > 1B ．该新材料的折射率n <1C ．图甲中若减小入射角θ，则反射光线和折射光线之间的夹角也将变小D ．用同种激光垂直于光导纤维束端面EF 射入，如图丙。
若该束激光不从光导纤维束侧面外泄，则弯成的半圆形半径R 与纤维束半径r 应满足的关系为10R r17．截面为等腰直角三角形的三棱镜如图甲所示。
DE 为嵌在三棱镜内部紧贴BB'C'C 面的线状单色可见光光源，DE 与三棱镜的ABC 面垂直，D 位于线段BC 的中点。
图乙为图甲中ABC 2，只考虑由DE 直接射向侧面AA'CC 的光线。
下列说法正确的是（ ）A ．光从AA'C'C 面出射的区域占该侧面总面积的12B ．光从AA'C'C 面出射的区域占该侧面总面积的23C ．若DE 发出的单色光频率变小，AA'C'C 面有光出射的区域面积将增大D ．若DE 发出的单色光频率变小，AA'C'C 面有光出射的区域面积将减小18．如图为边长为L 的正三角形ABC 是某玻璃砖的截面图，一束光线从AB 边中点D 射入玻璃砖内，折射光线恰好和底边BC 平行，玻璃砖对该束光的折射率为3，真空中光速为c ．A ．光线射入玻璃砖后，光线的频率变小B ．该光线的入射角为60︒C ．从D 点射入玻璃砖的光束，在玻璃砖中不经过反射传播的最短路程为3L D ．从D 点射入玻璃砖的光束，在玻璃砖中不经过反射传播的最长时间为32L c19．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20．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45θ︒=，E ．F 分别为边AB ．BC 的中点，则（ ）A ．该三棱镜对红光的折射率为2B ．光在F 点发生全反射C ．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．BD 【解析】由于两种光的临界角未知，所以不确定光线在AC 面上能否发生全反射，故A 错误．根据，得：，故B 正确；若两种光都能从AC 面射出，作出的光路图，如图所示：根据几何关系，光从AC 面上折射时 解析：BD 【解析】由于两种光的临界角未知，所以不确定光线在AC 面上能否发生全反射，故A 错误．根据cv n=，得：1221::v v n n =，故B 正确；若两种光都能从AC 面射出，作出的光路图，如图所示：根据几何关系，光从AC 面上折射时的入射角为30i =︒，根据折射定律有：12123030sinr sinr n n sin sin ，==︒︒，由数学知识得212121sinr sinr tanr tanr cosr cosr ====，联立得：()21x d tanr tanr d ⎛⎫=-=，故C 错误，D 正确；故选BD ． 【点睛】根据cv n=求出红光和紫光在棱镜中的传播速度比．根据折射率大小分析临界角大小，分析全反射现象．两种色光组成的很细的光束垂直AB 边射入棱镜，在AB 面上不发生偏折，到达AC 面上，根据几何关系求出入射角的大小，根据折射定律求出折射角，再根据几何关系求出光屏MN 上两光点间的距离2．C 【解析】 【分析】 【详解】A ．作出光路图如图所示，可知光从空气射入玻璃时a 光的偏折程度较大，则a 光的折射率较大，频率较大，故A 错误；B ．a 光的频率较大，则波长较小，故B 错误；C ．因为a 、解析：C 【解析】 【分析】 【详解】A ．作出光路图如图所示，可知光从空气射入玻璃时a 光的偏折程度较大，则a 光的折射率较大，频率较大，故A 错误；B ．a 光的频率较大，则波长较小，故B 错误；C ．因为a 、b 两光在上表面的折射角与反射后在上表面的入射角分别相等，根据几何知识可知出射光束一定相互平行，故C 正确；D ．因为a 光的折射率较大，由临界角公式1sin C n=，则知a 光的临界角小，故D 错误。