全反射測(cè)試題

1、全反射測(cè)試題一、全反射選擇題如圖所示，由某種透明介質(zhì)制成的長(zhǎng)直細(xì)圓柱體置于真空中.某種單色光在介質(zhì)中傳 輸，經(jīng)過多次全反射后從右端射出.若以全反射臨界角傳輸?shù)墓饩€剛好從右端以張角2。 出射，則此介質(zhì)的折射率為（）A. t1 + sin 20B. t1 + cos20C. E + C0S2 0C. E + C0S2 0D.偵1 + sin2 0如圖所示是一玻璃球體，其半徑為R, O為球心，AB為水平直徑。M點(diǎn)是玻璃球的最 高點(diǎn)，來自B點(diǎn)的光線BD從D點(diǎn)射出，出射光線平行于AB，已知/ABD= 30 ，光在真空 中的傳播速度為。，則（ ）A.B.此玻璃的折射率為2光線從B傳播到D的時(shí)間為一若增大/

2、ABD，光線不可能在DM段發(fā)生全反射現(xiàn)象若減小/ABD，從AD段射出的光線仍平行于AB如圖所示，只含黃光和紫光的復(fù)色光束PO,從空氣中沿半徑方向射入玻璃半圓柱后， 一部分光沿OA方向射出，另一部分光沿OB方向射出。則（）OA為黃光，OB為紫光OA為紫光，OA為黃光OA為黃光，OB為復(fù)色光OA為紫光，OB為復(fù)色光如圖所示，在等邊三棱鏡截面ABC內(nèi)，有一束單色光從空氣射向其邊界上的E點(diǎn)，已 知該單色光入射方向與三棱鏡邊界AB的夾角為摩30，該三棱鏡對(duì)該單色光的折射率為 3，則下列說法中正確的是（）該單色光在AB邊界發(fā)生全反射該單色光從空氣進(jìn)入棱鏡，波長(zhǎng)變長(zhǎng)該單色光在三棱鏡中的傳播光線與底邊BC平行

3、該單色光在AC邊界發(fā)生全反射A.B.玻璃磚的折射率為1.5OP之間的距離為工2ROP之間的距離為工2R2如圖所示，圓心為。、半徑為R的半圓形玻璃磚置于水平桌面上，光線從P點(diǎn)垂直界面 入射后，恰好在玻璃磚圓形表面發(fā)生全反射；當(dāng)入射角 = 60。時(shí)，光線從玻璃磚圓形表 面出射后恰好與入射光平行。已知真空中的光速為。，則（）（0 k 1）。若這束光最終進(jìn)入材料的能量為入射光能量的G - k2）倍，則該材料折射率c.光在玻璃磚內(nèi)的傳播速度為Y3。3光從玻璃到空氣的臨界角為30如圖所示，一束光與某材料表面成45角入射，每次反射的光能量為入射光能量的k倍至少為（C. 1.5D. 2如圖所示，空氣中有一折射

4、率為t2的玻璃柱體，其橫截而是圓心角為90o、半徑為R的扇形0AB、一束平行光平行于橫截面，以45o入射角射到。A上，0B不透光，若考慮首次入射到圓弧AB上的光，則AB上有光透出的部分的弧長(zhǎng)為（）A.1兀R3如圖所示，一束單色光沿半圓柱形玻璃磚的半徑垂直ab面入射 出。以。點(diǎn)為圓心，將玻璃磚緩慢轉(zhuǎn)過角時(shí)， 的折射率為（）C.8.5 八D.兀R12有光線從ab面射恰好沒有光線從ab面射出，則該玻璃磚&A.血g9.如圖所示是一個(gè)用折射率n=2.4的透明介質(zhì)做成的四棱柱的鏡截面圖。其中C. II. D. _3小ZA=ZC=90，ZB=60o?，F(xiàn)有一條光線從圖中所示的位置垂直入射到棱鏡的AB面，A、B

5、、C、D四個(gè)圖中完整表示光線行進(jìn)的過程是光從CD面射出，則（）A.如圖所示，將透明長(zhǎng)方體放在空氣中，矩形ABCD是它的一個(gè)截面，將a、b兩種單色-1- 一細(xì)光束射入到P點(diǎn)，入射角為。=45AP = AD，若a光折射后恰好射至AD面上，b在介質(zhì)中b光比a光速度大B.a光在介質(zhì)中的折射率n = W2若要a光束在AD面上發(fā)生全反射，角d的范圍應(yīng)滿足J06。光束a與光束b比較，下列正確的是（）光束a相對(duì)于水的折射率比b大光束a在水中的速度比b小光束a在水中的波長(zhǎng)比b小若從水中斜射向空氣，隨著入射角的增大，光束b比光束a先發(fā)生全反射12.如圖所示，一束光從空氣中射向折射率為nf 的某種玻璃的表面，它表示

6、入射 角，則下列說法中正確的是（）當(dāng)生45。時(shí)會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象只有當(dāng)生=90。時(shí)才會(huì)發(fā)生全反射C無論入射角它是多大，折射角勺都不會(huì)超過45D.欲使折射角勺=30，應(yīng)以51=45的角度入射.當(dāng)入射角的正切tan 51=寸2時(shí)，反射光線和折射光線恰好互相垂直如圖，有一截面是直角三角形的棱鏡ABC, ZA=30.它對(duì)紅光的折射率為對(duì)紫光的折 射率為n2 .在距AC邊d處有一與AC平行的光屏.現(xiàn)有由以上兩種色光組成的很細(xì)的光束 垂直AB邊射入棱鏡.七、匕分別為紅光、紫光在棱鏡中的傳播速度，則（）兩種光一定在AC面發(fā)生全反射，不能從AC面射出v : v = n : n一 ，一, J n n右兩種光都能從

7、AC面射出，在光屏MN上兩光點(diǎn)間的距離為d 2-j 1isn njr、nn若兩種光都能從AC面射出，在光屏MN上兩光點(diǎn)間的距離為d I 14-n2 日4-n2 /虹和霓是太陽光在水柱內(nèi)分別經(jīng)過一次和兩次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃 球來說明，兩束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上會(huì)形成MN和PQ兩 條彩色光帶，光路如圖所示，下列說法中正確的是M、N點(diǎn)的顏色分別為紫、紅M、N點(diǎn)的顏色分別為紅、紫P、Q點(diǎn)的顏色分別為紫、紅P、Q點(diǎn)的顏色分別為紅、紫如圖所示，有一束平行于等邊三棱鏡截面ABC的單色光從空氣射向E點(diǎn)，并偏折到 F點(diǎn)，已知入射方向與邊AB的夾角。=30。, E、F分別為

8、邊AB、BC的中點(diǎn)，則下 列說法正確的是（）R 1 C從F點(diǎn)出射的光束與入射到E點(diǎn)的光束平行該棱鏡的折射率為*3光在F點(diǎn)發(fā)生全反射光從空氣進(jìn)入棱鏡，波速變小如圖所示，兩塊半徑均為R的半圓形玻璃磚正對(duì)放置，折射率均為n=切；沿豎直方 向的兩條直徑BC、BC，相互平行，一束單色光正對(duì)圓心。從A點(diǎn)射入左側(cè)半圓形玻璃磚， 知ZAOB=60o若不考慮光在各個(gè)界面的二次反射，下列說法正確的是（）C仁減小ZAOB，光線可能在BC面發(fā)生全反射BC、BC，間距大小與光線能否從右半圓形玻璃磚右側(cè)射出無關(guān)如果BC、BC間距大于歸，光線不能從右半圓形玻璃磚右側(cè)射出如果BC、BC間距等于蟲，光線穿過兩個(gè)半圓形玻璃磚的總

9、偏折角為153為了研究某種透明新材料的光學(xué)性質(zhì)，將其壓制成半圓柱形，如圖甲所示。一束激光 由真空沿半圓柱體的徑向與其底面過。的法線成角射人。CD為光學(xué)傳感器，可以探測(cè) 光的強(qiáng)度。從AB面反射回來的光強(qiáng)隨角變化的情況如圖乙所示?，F(xiàn)在將這種新材料制 成的一根光導(dǎo)纖維束彎成半圓形，暴露于空氣中（假設(shè)空氣中的折射率與真空相同），設(shè)半 圓形外半徑為R，光導(dǎo)纖維束的半徑為。則下列說法正確的是前乙丙該新材料的折射率n 1B該新材料的折射率n1圖甲中若減小入射角，則反射光線和折射光線之間的夾角也將變小用同種激光垂直于光導(dǎo)纖維束端面EF射入，如圖丙。若該束激光不從光導(dǎo)纖維束側(cè)面 外泄，則彎成的半圓形半徑R與纖維

10、束半徑r應(yīng)滿足的關(guān)系為R 10尸圖甲圖乙截面為等腰直角三角形的三棱鏡如圖甲所示。DE為嵌在三棱鏡內(nèi)部緊貼BBCC面的線 狀單色可見光光源，DE與三棱鏡的ABC面垂直，D位于線段BC的中點(diǎn)。圖乙為圖甲中 ABC面的正視圖。三棱鏡對(duì)該單色光的折射率為或2，只考慮由DE直接射向側(cè)面AACC的 光線。下列說法正確的是（）光從AACC面出射的區(qū)域占該側(cè)面總面積的1乙2光從AACC面出射的區(qū)域占該側(cè)面總面積的R若DE發(fā)出的單色光頻率變小，AACC面有光出射的區(qū)域面積將增大若DE發(fā)出的單色光頻率變小，AACC面有光出射的區(qū)域面積將減小如圖，在某種液體內(nèi)，有一軸截面為正三角形的薄壁透明圓錐罩ABC,底面水平，

11、罩內(nèi)為 空氣。發(fā)光點(diǎn)D位于BC中點(diǎn)，發(fā)出的垂直于BC的光恰好不能射出液面。下列說法正確的 是A.B.C.D.D發(fā)出的光照射到CB界面時(shí)可能發(fā)生全反射 液面上方能夠看到透明罩所有位置都被照亮 液體的折射率為全33液體的折射率為偵3液體的折射率為320.如圖將某種透明材質(zhì)的三棱鏡置于水中，AABC為其截面，其中ZA = ZB = 72 , 束由a、b單色光組成的復(fù)色光從水中以角度/入射三棱鏡再從三棱鏡射出，光路如圖所 示，則（）該材質(zhì)相對(duì)水是光密介質(zhì)a單色光在該材質(zhì)中傳播速度小于在水中傳播速度增大入射角/，AC界面出射時(shí)a光先消失減小入射角/，AC界面出射時(shí)b光先消失【參考答案】*試卷處理標(biāo)記，請(qǐng)

12、不要?jiǎng)h除一、全反射選擇題1. D【解析】【分析】【詳解】設(shè)射出時(shí)的入射角為，根據(jù)折射定律: 由幾何關(guān)系可得，發(fā)生全反射時(shí)入射角為:根據(jù)以上幾式，解得: 故D選項(xiàng)正確，ABC錯(cuò)誤.解析：D【解析】【分析】【詳解】設(shè)射出時(shí)的入射角為a，根據(jù)折射定律：sin 0 n sin a由幾何關(guān)系可得，發(fā)生全反射時(shí)入射角為：八 兀 C = -a21n sin C根據(jù)以上幾式，解得：n = e1 + sin20故D選項(xiàng)正確，ABC錯(cuò)誤.B【解析】【分析】【詳解】如圖由幾何知識(shí)可得入射角折射角則此玻璃的折射率為故A錯(cuò)誤；BD長(zhǎng)度 光在玻璃球內(nèi)傳播的速度，故光線從B傳到D的時(shí)間為故B正確;C.解析：B【解析】【分析

13、】【詳解】A.如圖由幾何知識(shí)可得入射角i = ZABD = 30。折射角r = 2/ABD = 60。則此玻璃的折射率為n =四=再sin i故A錯(cuò)誤；BD長(zhǎng)度s = 2 Rcos30。= 3Rc光在玻璃球內(nèi)傳播的速度V =一，故光線從B傳到D的時(shí)間為 ns 3Rt =V c故B正確；由sin C = 1 =笠巨n 32可知，臨界角C 45。所以若增大/ABD,入射角可能大于臨界角，所以光線可能在DM段發(fā)生全反射現(xiàn)象，故C 錯(cuò)誤；要使出射光線平行于朋，入射角必為30 ，若減小/ABD,入射角減小，則從AD段射 出的光線與AB不平行，故D錯(cuò)誤。故選B。C【解析】【分析】【詳解】由圖可知為反射光，

14、故應(yīng)為復(fù)色光；而折射后只有一束光線，故有一束光發(fā)生 的全反射，而黃光與紫光相比較，由知紫光的臨界角要小，故紫光發(fā)生了全反 射，故應(yīng)為黃光，故C正確，A解析：C【解析】【分析】【詳解】由圖可知OB為反射光，故OB應(yīng)為復(fù)色光；而折射后只有一束光線，故有一束光發(fā)生的1全反射，而黃光與紫光相比較，由smC =一知紫光的臨界角要小，故紫光發(fā)生了全反射，n故OA應(yīng)為黃光，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤；故選C。C【解析】【分析】【詳解】在AB邊界光由射入三棱鏡，是由光疏介質(zhì)射入到光密介質(zhì)，不會(huì)發(fā)生全反 射，故A錯(cuò)誤；光從空氣進(jìn)入棱鏡，頻率不變，波速變小，波長(zhǎng)變小，故B錯(cuò)誤；由幾何知識(shí)解析：C【解析】【分析】【詳

15、解】在AB邊界光由射入三棱鏡，是由光疏介質(zhì)射入到光密介質(zhì)，不會(huì)發(fā)生全反射，故A錯(cuò) 誤；光從空氣進(jìn)入棱鏡，頻率不變，波速變小，波長(zhǎng)變小，故B錯(cuò)誤；由幾何知識(shí)得：光線在AB面上入射角為/=60，棱鏡的折射率為sin isin r故折射角為=30,折射光線與AB面的夾角是60,所以該單色光在三棱鏡中的傳播光線 與底邊BC平行，故C正確；由幾何關(guān)系可知，光線在AC邊界的入射角等于AB面上的折射角，根據(jù)光路可逆性原 理知，不可能發(fā)生全反射，故D錯(cuò)誤。故選C。C【解析】【分析】【詳解】AB.作出兩種情況下的光路圖，如圖所示設(shè)，在A處發(fā)生全反射故有由于出射光平行可知，在B處射出，故由于聯(lián)立可得，故AB錯(cuò)誤；

16、由可得，故C解析：c【解析】【分析】【詳解】AB.作出兩種情況下的光路圖，如圖所示A設(shè)OP =工，在A處發(fā)生全反射故有sin C =1 =n由于出射光平行可知，在B處射出，故sin 60n =sin ZOBP由于xsin ZOBP =.：x 2 + R 2聯(lián)立可得n =*，x =言R故AB錯(cuò)誤;C.由可得V = 3 c，故C正確;3D.由于smC =呈笠n 3所以臨界角不為30，故D錯(cuò)誤。故選C。A 【解析】【分析】 【詳解】說明光在材料表面即發(fā)生反射又發(fā)生折射，且根據(jù)題意光束最終要進(jìn)入材料，兩次反射的入射角均為，若臨界角等于，則發(fā)生全反射: 解得：若臨界角小于，即可發(fā)生折射，即:解析：A【解

17、析】【分析】【詳解】根據(jù)題意光束最終要進(jìn)入材料，說明光在材料表面即發(fā)生反射又發(fā)生折射，且兩次反射的 入射角均為45，若臨界角等于45，則發(fā)生全反射：sin45 =-n解得：n =呼2若臨界角小于45，即可發(fā)生折射，即:n n = /2根據(jù)選項(xiàng)可知技、：2，故A正確，BCD錯(cuò)誤。2故選A.B 【解析】【分析】【詳解】根據(jù)折射定律有: 可得光進(jìn)入玻璃后光線與豎直方向的夾角為30。過O的光線垂直入射到AB 界面上點(diǎn)C射出，C到B之間沒有光線射出；越接近A的光線入射到AB界面上 時(shí)的解析：B【解析】【分析】【詳解】根據(jù)折射定律有：sin 45。n =sin r可得光進(jìn)入玻璃后光線與豎直方向的夾角為30

18、。過。的光線垂直入射到AB界面上點(diǎn)C射 出，C到B之間沒有光線射出；越接近A的光線入射到AB界面上時(shí)的入射角越大，發(fā)生 全反射的可能性越大.根據(jù)臨界角公式：廠1sin C =：=如2得臨界角為45，如果AB界面上的臨界點(diǎn)為D，此光線在A。界面上點(diǎn)E入射，在三角形ODE中可求得0D與水平方向的夾角為：180- (120+45) =15所以A到D之間沒有光線射出.由此可得沒有光線射出的圓弧對(duì)應(yīng)圓心角為：90- (30+15) =451所以有光透出的部分的弧長(zhǎng)為-兀R。故選B。【點(diǎn)睛】8. B 【解析】【詳解】由題可知，將玻璃磚緩慢轉(zhuǎn)過e角時(shí)，恰好沒有光線從ab面射出，說明光線發(fā) 生了全反射，此時(shí)的

19、入射角恰好等于臨界角，即有i=c,而入射角i=e，則可得 到臨界角c=e，根據(jù)臨界角公式解析：B【解析】【詳解】由題可知，將玻璃磚緩慢轉(zhuǎn)過e角時(shí)，恰好沒有光線從ab面射出，說明光線發(fā)生了全反 射，此時(shí)的入射角恰好等于臨界角，即有：，而入射角，則可得到臨界角，=*，根 據(jù)臨界角公式：sinC得：1 1B符合題意。D【解析】試題分析：垂直射入棱鏡時(shí)方向不變.光從棱鏡射入空氣，若入射角大于臨界 角會(huì)產(chǎn)生全反射.光在透明介質(zhì)的分界面上，一定有反射.光線從左側(cè)垂直AB射入棱鏡時(shí)，有反射也透射，透射方向不變.光線解析：D【解析】試題分析：垂直射入棱鏡時(shí)方向不變.光從棱鏡射入空氣，若入射角大于臨界角會(huì)產(chǎn)生全

20、反射.光在透明介質(zhì)的分界面上，一定有反射.光線從左側(cè)垂直AB射入棱鏡時(shí)，有反射也透射，透射方向不變.光線射到CD時(shí)，由幾何 知識(shí)得；入射角為，= 30。.該棱鏡的臨界角為C，則sin C = & 1，故有C 30。，所 .以光線在DC面上發(fā)生了全反射.由幾何知識(shí)分析得到，光線射到AB面上時(shí)入射角為i = 30。，發(fā)生全反射，反射光線與BC面垂直，所以既有光線垂直射出BC面，又有光線 從BC反射，根據(jù)光路的可逆性可知，這個(gè)反射光線沿原路返回，故D正確.C【解析】【詳解】光的折射角大于光的折射角，由折射定律知光的折射率大于光的折射率，由： 分析知在介質(zhì)中光比光速度小，故A錯(cuò)誤；光折射后恰好射至面上

21、點(diǎn)，如圖所示。根據(jù)幾何關(guān)系可知：解析：C【解析】【詳解】光的折射角大于b光的折射角，由折射定律知b光的折射率大于光的折射率，由:分析知在介質(zhì)中b光比a光速度小，故A錯(cuò)誤;a光折射后恰好射至AD面上D點(diǎn)，如圖所示。根據(jù)幾何關(guān)系可知:sin a =APAP2 + AD2AP5Ap2 + (2 AP)25a光在介質(zhì)中的折射率為:兀V10sin 0sin7n = -=sin a -n得：cos a遠(yuǎn)5sin 0由n = 得:sin asin 0匹 也2可知:故C正確;.八1b光的折射率大于a光的折射率，由sin C =-知b光的臨界角小于a光的臨界角，但 n不確定b光臨界角的范圍，因此，改變?nèi)肷浣?的

22、大小，b光不一定可以從ad面射出， 故D錯(cuò)誤。故選C.D 【解析】【分析】【詳解】由圖看出，兩束光的入射角相等，折射角，則由折射定律知，水對(duì)b光的折 射率較大，A錯(cuò)誤；b光的折射率較大，由分析可知，a光在水中傳播速度較大，B錯(cuò)誤；折解析：D【解析】【分析】【詳解】由圖看出，兩束光的入射角相等，折射角a P，則由折射定律n = 迥知，水對(duì)b光sin r的折射率較大，A錯(cuò)誤;cb光的折射率較大，由v = 分析可知，a光在水中傳播速度較大，B錯(cuò)誤;nC. v折射率大，頻率高，即b的頻率大，根據(jù)公式X =fc=；可知，b的波長(zhǎng)比a的小，Cnf錯(cuò)誤;1D.由臨界角公式sinC =分析得知，b光的折射率較

23、大，水對(duì)b光的臨界角較小，若光 n束從水中射向空氣，則光束b比光束a更容易發(fā)生全反射，D正確。故選D。CDE 【解析】【詳解】AB.發(fā)生全反射現(xiàn)象的條件是：光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，且入射角大于臨 界角，AB錯(cuò)誤；由折射定律 n=可知當(dāng)入射角最大為90。時(shí)，折射角。2 = 45，C正確；解析：CDE【解析】【詳解】AB.發(fā)生全反射現(xiàn)象的條件是：光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，且入射角大于臨界角，AB錯(cuò)誤；由折射定律sin 0 一n=si f22可知當(dāng)入射角最大為90時(shí)，折射角勺=45，C正確；由折射定律sin 0n=sn02可知欲使折射角哲=30，則sin 0 =-12則應(yīng)以51=45的角度入射，D正確.由折射定律sin 0n= sin 012可知反射角為哲，若反射光線和折射光線恰好互相垂直，則折射角為涉90電解得tan 41= 10r，故選項(xiàng)D符合題意。AC【解析】【分析】【詳解】AB.由題可知 可知臨界角為450,因此從D點(diǎn)發(fā)出的光，豎直向上從M點(diǎn)射出的光線恰好是 出射光線的邊緣，同時(shí)C點(diǎn)也恰好是出射光線的邊緣，如圖所示，因此