《全反射》單元測試題含答案

《全反射》單元測試題含答案一、全反射選擇題1．如圖所示，一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為，經折射后射出a、b兩束光線則A．分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距B．在真空中，a光的波長小于b光的波長C．玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率D．若改變光束的入射方向使角逐漸變大，則折射光線a首先消失2．如圖，一束白光沿半徑方向從A點射入半圓形玻璃磚，在O點發(fā)生反射和折射，折射光照在光屏上，a、b為折射光的上下邊界，c為反射光，若入射點由A向B緩慢移動，并保持白光沿半徑方向入射到O點，可以觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失，在光帶完全消失之前，下列說法正確的有（）A．c光逐漸變暗B．ab光帶逐漸變亮C．a光與b光相比，a光先消失D．單色光a通過玻璃磚所需的時間小于單色光b通過玻璃磚所需的時間3．水下一點光源，發(fā)出a、b兩單色光。人在水面上方向下看，水面中心I區(qū)域有a光、b光射出，Ⅱ區(qū)域只有a光射出，如圖所示。下列判斷不正確的是（）A．a、b光從I區(qū)域某點傾斜射出時，a光的折射角小B．在真空中，a光的波長大于b光的波長C．水對a光的折射率大于對b光的折射率D．水下a、b光能射到圖中I區(qū)域以外區(qū)域4．如圖所示，一束復色光從空氣中沿半圓玻璃磚半徑方向射入，從玻璃磚射出后分成a、b兩束單色光，則（）A．玻璃磚對a光的折射率為1.5B．玻璃磚對a光的折射率為C．b光在玻璃中的傳播速度比a光大D．b光在玻璃中發(fā)生全反射的臨界角比a光小5．如圖所示，在等邊三棱鏡截面ABC內，有一束單色光從空氣射向其邊界上的E點，已知該單色光入射方向與三棱鏡邊界AB的夾角為θ=30o，該三棱鏡對該單色光的折射率為，則下列說法中正確的是（）A．該單色光在AB邊界發(fā)生全反射B．該單色光從空氣進入棱鏡，波長變長C．該單色光在三棱鏡中的傳播光線與底邊BC平行D．該單色光在AC邊界發(fā)生全反射6．右圖是一個圓柱體棱鏡的截面圖,圖中E?F?G?H將半徑OM分成5等份,虛線EE1?FF1?GG1?HH1平行于半徑ON,ON邊可吸收到達其上的所有光線.已知該棱鏡的折射率n=,若平行光束垂直入射并覆蓋OM,則光線()A．不能從圓弧射出 B．只能從圓弧射出C．能從圓弧射出 D．能從圓弧射出7．如圖所示兩細束單色光平行射到同一個三棱鏡上，經折射后交于光屏上的同一個點M。則下列說法中正確的是（）A．如果a為藍色光，則b可能為紅色光B．在該三棱鏡中b色光的傳播速率比a光的傳播速率小C．棱鏡射向空氣中a色光的臨界角比b色光的臨界角大D．a光的折射率小于b光折射率8．如圖所示，口徑較大、充滿水的薄壁圓柱形淺玻璃缸底有一發(fā)光小球，則（）A．小球必須位于缸底中心才能從側面看到小球B．小球所發(fā)的光能從水面任何區(qū)域射出C．小球所發(fā)的光從水中進入空氣后頻率變大D．小球所發(fā)的光從水中進入空氣后傳播速度變大9．如圖為一玻璃球過球心的橫截面，玻璃球的半徑為R，O為球心，AB為直徑，來自B點的光線BM在M點射出，出射光線平行于AB。另一光線BN恰好在N點發(fā)生全反射，已知，則（）A．光在玻璃球中的傳播速度，c為光速B．發(fā)生全反射時的臨界角C．球心到BN的距離為D．球心到BN的距離為10．如圖所示，由某種透明介質制成的長直細圓柱體置于真空中．某種單色光在介質中傳輸，經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€剛好從右端以張角出射，則此介質的折射率為（）A． B． C． D．11．如圖所示，口徑較大、充滿水的薄壁圓柱形淺玻璃缸底有一發(fā)光小球，則（）A．小球必須位于缸底中心才能從側面看到小球B．小球所發(fā)的光能從水面任何區(qū)域射出C．小球所發(fā)的光從水中進入空氣后頻率變大D．小球所發(fā)的光從水中進入空氣后傳播速度變大12．一半圓形玻璃磚，C點為其球心，直線與玻璃磚上表面垂直，C為垂足，如圖所示。與直線平行且到直線距離相等的ab兩條不同頻率的細光束從空氣射入玻璃磚，折射后相交于圖中的P點，以下判斷正確的是（）A．兩光從空氣射在玻璃磚后頻率均增加B．真空中a光的波長大于b光C．a光的頻率比b光高D．若a光、b光從同一介質射入真空，a光發(fā)生全反射的臨界角大于b光13．如圖所示，一個厚度的軍事設施，觀察孔寬度L=60cm。為了擴大向外的觀察視野，將折射率的某種玻璃磚完全嵌入觀察孔內（圖中為觀察孔的俯視圖），則（）A．在觀察孔的中央觀察，視野角比安裝前增大60°B．在觀察孔的中央觀察，視野角比安裝前增大90°C．若觀察者在孔的邊緣觀察，可以觀察到在中央觀察所看不到的位置D．要使視野角接近180°，則需嵌入折射率至少為n=2的玻璃磚14．在光纖制造過程中，由于拉伸速度不均勻，會使得拉出的光纖偏離均勻的圓柱體，而呈現(xiàn)圓臺形狀如圖所示．已知此光纖長度為L，圓臺對應底角為，折射率為n，真空中光速為c．現(xiàn)光從下方垂直射入下臺面，則A．光從真空射入光纖，光子的頻率不變B．光通過此光纖到達小截面的最短時間為C．從上方截面射出的光束一定是平行光D．若滿足，則光在第一次到達光纖側面時不會從光纖側面射出15．虹和霓是太陽光在水柱內分別經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A．M、N點的顏色分別為紫、紅B．M、N點的顏色分別為紅、紫C．P、Q點的顏色分別為紫、紅D．P、Q點的顏色分別為紅、紫16．圖示為一直角棱鏡的橫截面，。一平行細光束從O點沿垂直于bc面的方向射入棱鏡。已知棱鏡材料的折射率n=，若不考慮原入射光在bc面上的反射光，則有光線（）A．從ab面射出 B．從ac面射出C．從bc面射出，且與bc面斜交 D．從bc面射出，且與bc面垂直17．如圖所示，有一束平行于等邊三棱鏡截面的單色光從空氣射向點，并偏折到點，已知入射方向與邊的夾角，、分別為邊、的中點，則下列說法正確的是（）A．從點出射的光束與入射到點的光束平行B．該棱鏡的折射率為C．光在點發(fā)生全反射D．光從空氣進入棱鏡，波速變小18．如圖所示，兩塊半徑均為R的半圓形玻璃磚正對放置，折射率均為n=；沿豎直方向的兩條直徑BC、B′C′相互平行，一束單色光正對圓心O從A點射入左側半圓形玻璃磚，知∠AOB=60°。若不考慮光在各個界面的二次反射，下列說法正確的是（）A．減小∠AOB，光線可能在BC面發(fā)生全反射B．BC、B′C′間距大小與光線能否從右半圓形玻璃磚右側射出無關C．如果BC、B′C′間距大于，光線不能從右半圓形玻璃磚右側射出D．如果BC、B′C′間距等于，光線穿過兩個半圓形玻璃磚的總偏折角為15°19．如圖中方框區(qū)域內有一個位置可以任意擺放的全反射棱鏡，其橫截面是等腰直角三角形，光線1、2、3、4表示的是入射光線，經過棱鏡后，相應的出射光線是、、、下圖4種情況中，哪些是可能實現(xiàn)的（）A． B．C． D．20．如圖所示，AOB是截面為扇形的玻璃磚的橫截面圖，其頂角θ＝75°，今有一束單色光線在橫截面內從OA的中點E沿垂直O(jiān)A的方向射入玻璃磚，一部分光線經AB面反射后恰好未從OB面射出，不考慮多次反射作用，則玻璃磚的折射率為()A．B．C．D．【參考答案】***試卷處理標記，請不要刪除一、全反射選擇題1．BD【解析】從圖中可知光線a的偏折程度大，根據(jù)折射定律公式，是入射角，r是折射角，可知a光的折射率大，故a光的頻率大，波長小，根據(jù)公式可知用同一裝置做雙縫干涉實驗時a光的干涉條紋小于b光的干涉條解析：BD【解析】從圖中可知光線a的偏折程度大，根據(jù)折射定律公式，是入射角，r是折射角，可知a光的折射率大，故a光的頻率大，波長小，根據(jù)公式可知用同一裝置做雙縫干涉實驗時a光的干涉條紋小于b光的干涉條件間距，AC錯誤；在真空中，根據(jù)公式可得a光的波長小于b光的波長，B正確；根據(jù)全反射定律可知折射率越大，全反射角越小，最先消失，D正確．【點睛】本題綜合考查了光的折射、全反射和干涉，關鍵是記住幾個公式：折射率定義公式、光速公式、雙縫干涉條紋間距公式．要注意公式的條件條件是光從真空射入介質折射．2．D【解析】【分析】【詳解】AB．入射點從A向B緩慢移動時，光線射到直邊的入射角增大，越來越多的光發(fā)生全反射，故c光逐漸變亮，ab光帶逐漸變暗，故AB錯誤；CD．根據(jù)偏折程度可知，單色光a的解析：D【解析】【分析】【詳解】AB．入射點從A向B緩慢移動時，光線射到直邊的入射角增大，越來越多的光發(fā)生全反射，故c光逐漸變亮，ab光帶逐漸變暗，故AB錯誤；CD．根據(jù)偏折程度可知，單色光a的折射率小于單色光b的折射率，光線從玻璃磚射入空氣時，b光的折射角先達到，先發(fā)生全反射，故a光與b光相比，b光先消失，又由知，單色光a在玻璃中的速率比b的大，故通過玻璃磚所需的時間小于單色光b通過玻璃磚所需的時間，故C錯誤，D正確。故選D。3．C【解析】【分析】【詳解】AC．由題分析可知，b光在I區(qū)域邊緣發(fā)生了全反射，a光Ⅱ區(qū)域邊緣發(fā)生了全反射，則知a光的臨界角比b光的臨界角大，由知，水對a光的折射率小于對b光的折射率，由折射定律解析：C【解析】【分析】【詳解】AC．由題分析可知，b光在I區(qū)域邊緣發(fā)生了全反射，a光Ⅱ區(qū)域邊緣發(fā)生了全反射，則知a光的臨界角比b光的臨界角大，由知，水對a光的折射率小于對b光的折射率，由折射定律知：a、b光從I區(qū)域某點傾斜射出時，a光折射角小，故A正確，不符合題意，C錯誤，符合題意；B．水對a光的折射率小于對b光的折射率，則a光的頻率小于b光的頻率，由c=λf知，在真空中，因光速c不變，則有a光的波長大于b光的波長。故B正確，不符合題意；D．水下a、b光經水面反射后均能射到圖中I區(qū)域以外區(qū)域，故D正確，不符合題意。故選C。4．D【解析】【分析】【詳解】AB．由折射定律可知，玻璃磚對光的折射率為故AB錯誤；C．由題圖可知玻璃磚對光的折射率大于對光的折射率，根據(jù)可知在玻璃中光的傳播速度比光小，故C錯誤；D解析：D【解析】【分析】【詳解】AB．由折射定律可知，玻璃磚對光的折射率為故AB錯誤；C．由題圖可知玻璃磚對光的折射率大于對光的折射率，根據(jù)可知在玻璃中光的傳播速度比光小，故C錯誤；D．玻璃磚對光的折射率大于對光的折射率，根據(jù)可知光在玻璃中發(fā)生全反射的臨界角比光的小，故D正確。故選D。5．C【解析】【分析】【詳解】A．在AB邊界光由射入三棱鏡，是由光疏介質射入到光密介質，不會發(fā)生全反射，故A錯誤；B．光從空氣進入棱鏡，頻率不變，波速變小，波長變小，故B錯誤；C．由幾何知識解析：C【解析】【分析】【詳解】A．在AB邊界光由射入三棱鏡，是由光疏介質射入到光密介質，不會發(fā)生全反射，故A錯誤；B．光從空氣進入棱鏡，頻率不變，波速變小，波長變小，故B錯誤；C．由幾何知識得：光線在AB面上入射角為i=60°，棱鏡的折射率為故折射角為r=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；D．由幾何關系可知，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錯誤。故選C。6．B【解析】【分析】【詳解】由折射率n=知該棱鏡的全反射臨界角為C=37°(sinC=),剛好從G點入射的光線垂直進入棱鏡后,在G1點恰全反射,則圓弧上所有入射光線均發(fā)生全反射,不會從中射出,解析：B【解析】【分析】【詳解】由折射率n=知該棱鏡的全反射臨界角為C=37°(sinC=),剛好從G點入射的光線垂直進入棱鏡后,在G1點恰全反射,則圓弧上所有入射光線均發(fā)生全反射,不會從中射出,只有圓弧上入射的光線折射后射出棱鏡.所以只有B正確,A?C?D錯誤。故選B。7．A【解析】【分析】【詳解】AD．由圖看出，a光通過三棱鏡后偏折角較大，根據(jù)折射定律得知三棱鏡對a光的折射率大于b光折射率，若a為藍光，b可能為紅光，A正確，D錯誤；B．a光的折射率大于b光解析：A【解析】【分析】【詳解】AD．由圖看出，a光通過三棱鏡后偏折角較大，根據(jù)折射定律得知三棱鏡對a光的折射率大于b光折射率，若a為藍光，b可能為紅光，A正確，D錯誤；B．a光的折射率大于b光折射率，根據(jù)則在該三棱鏡中a光的傳播速率比b光的傳播速率小，B錯誤；C．由臨界角公式分析知從棱鏡射向空氣中a色光的臨界角比b色光的臨界角小，C錯誤。故選A。8．D【解析】【詳解】A．小球發(fā)出的光先從水中傳播，然后再射入空氣中，故我們從側面就可以看到小球，選項A錯誤；B．由于光從水中射入空氣中，故當入射角大于臨界角時，光會發(fā)生全反射，故球所發(fā)的光不是解析：D【解析】【詳解】A．小球發(fā)出的光先從水中傳播，然后再射入空氣中，故我們從側面就可以看到小球，選項A錯誤；B．由于光從水中射入空氣中，故當入射角大于臨界角時，光會發(fā)生全反射，故球所發(fā)的光不是從水面任何區(qū)域都能夠射出的，選項B錯誤；CD．光從水中進入空氣后頻率不變，由于折射率變小，故光的傳播速度變大，選項C錯誤，D正確．9．C【解析】【分析】【詳解】A．已知，由幾何關系知入射角，折射角，則玻璃的折射率為光在玻璃中傳播速度A錯誤；B．發(fā)生全反射的臨界角因為B錯誤；CD．因為光線BN恰好在N點解析：C【解析】【分析】【詳解】A．已知，由幾何關系知入射角，折射角，則玻璃的折射率為光在玻璃中傳播速度A錯誤；B．發(fā)生全反射的臨界角因為B錯誤；CD．因為光線BN恰好在N點發(fā)生全反射，球心到光線BN的距離為D錯誤C正確。故選C。10．D【解析】【分析】【詳解】設射出時的入射角為，根據(jù)折射定律：由幾何關系可得，發(fā)生全反射時入射角為：根據(jù)以上幾式，解得：故D選項正確，ABC錯誤．解析：D【解析】【分析】【詳解】設射出時的入射角為，根據(jù)折射定律：由幾何關系可得，發(fā)生全反射時入射角為：根據(jù)以上幾式，解得：故D選項正確，ABC錯誤．11．D【解析】【詳解】A．小球發(fā)出的光先從水中傳播，然后再射入空氣中，故我們從側面就可以看到小球，選項A錯誤；B．由于光從水中射入空氣中，故當入射角大于臨界角時，光會發(fā)生全反射，故球所發(fā)的光不是解析：D【解析】【詳解】A．小球發(fā)出的光先從水中傳播，然后再射入空氣中，故我們從側面就可以看到小球，選項A錯誤；B．由于光從水中射入空氣中，故當入射角大于臨界角時，光會發(fā)生全反射，故球所發(fā)的光不是從水面任何區(qū)域都能夠射出的，選項B錯誤；CD．光從水中進入空氣后頻率不變，由于折射率變小，故光的傳播速度變大，選項C錯誤，D正確．12．BD【解析】【詳解】A．光在兩種介質的界面處不改變光的頻率，A錯誤；BC．由題分析可知，玻璃磚對b束光的折射率大于對a束光的折射率，b光的頻率高，由得知，在真空中，a光的波長大于b光的波長，解析：BD【解析】【詳解】A．光在兩種介質的界面處不改變光的頻率，A錯誤；BC．由題分析可知，玻璃磚對b束光的折射率大于對a束光的折射率，b光的頻率高，由得知，在真空中，a光的波長大于b光的波長，B正確C錯誤；D．由分析得知，a光的折射率n小，a光發(fā)生全反射的臨界角大于b光發(fā)生全反射的臨界角，故D正確。故選BD。13．ACD【解析】【分析】【詳解】AB.由知識知折射角為，根據(jù)折射定律解得則視野角比安裝前增大，所以選項A正確，選項B錯誤；C.若觀察者在孔的邊緣觀察，折射角變大，同樣入射角變大，解析：ACD【解析】【分析】【詳解】AB.由知識知折射角為，根據(jù)折射定律解得則視野角比安裝前增大，所以選項A正確，選項B錯誤；C.若觀察者在孔的邊緣觀察，折射角變大，同樣入射角變大，故可以觀察到在中央觀察所看不到的位置，所以選項C正確；D.要使視野角接近180°，即入射角為，而折射角不變，則折射率所以選項D正確。故選ACD。14．AD【解析】【分析】【詳解】A、光子的頻率由光源決定，與介質無關，所以光從真空射入光纖，光子的頻率不變；故A正確．B、光通過此光纖到達小截面的最短距離為L，光在光纖中的傳播速度，則光通過此解析：AD【解析】【分析】【詳解】A、光子的頻率由光源決定，與介質無關，所以光從真空射入光纖，光子的頻率不變；故A正確．B、光通過此光纖到達小截面的最短距離為L，光在光纖中的傳播速度，則光通過此光纖到達小截面的最短時間為；故B錯誤．C、通過光纖側面全反射后再從上方截面射出的光束與垂直射出上方截面的光束不平行；故C錯誤．D、設臨界角為C，則到達光纖側面光線入射角等于，當，即有，則光在第一次到達光纖側面時發(fā)生全反射，不會從光纖側面射出；故D正確．故選AD．【點睛】解決本題的關鍵是掌握全反射現(xiàn)象的條件和臨界角公式，結合幾何知識進行分析．要注意光的頻率與介質無關，而光速與介質有關．15．AD【解析】七色光中白光中紅光的折射率最小；紫光的折射率最大；故經玻璃球折射后紅光的折射角較大；由玻璃球出來后將形成光帶，而兩端分別是紅光和紫光；根據(jù)光路圖可知說明M、Q點為紫光；N、P點為紅光解析：AD【解析】七色光中白光中紅光的折射率最??；紫光的折射率最大；故經玻璃球折射后紅光的折射角較大；由玻璃球出來后將形成光帶，而兩端分別是紅光和紫光；根據(jù)光路圖可知說明M、Q點為紫光；N、P點為紅光；故選AD．點睛：本題考查折射定律的應用，只需明確一個點的入射角和折射角即可以明確兩光線的光路圖，從而確定各點的顏色．16．BD【解析】【分析】【詳解】當入射光線垂直射入時，入射光線沒有發(fā)生偏折，由于棱鏡材料的折射率n=，所以由折射定律可得臨界角C等于45°。當光線射到ab面時，入射角等于60°，所以發(fā)生光解析：BD【解析】【分析】【詳解】當入射光線垂直射入時，入射光線沒有發(fā)生偏折，由于棱鏡材料的折射率n=，所以由折射定律可得臨界角C等于45°。當光線射到ab面時，入射角等于60°，所以發(fā)生光的全反射，當反射光線射到另一直角邊ac時，由幾何關系可得，入射角等于30°，因此既發(fā)生了折射也發(fā)生反射，由折射定律得折射角等于60°，正好平行于棱鏡的底邊。而反射光線對應的反射角是30°，導致光線到達bc面時垂直bc面，所以會垂直射出。如圖所示綜上分析可知BD正確，AC錯誤。故選BD。17．BD【解析】【分析】【詳解】AC．由幾何關系可以知道，光線在點的入射角等于面上的折射角，根據(jù)光路可逆性原理知，光在點不可能發(fā)生全反射，而且從點出射的光束與的夾角為，所以從點出射的光束與入射到解析：BD【解析】【分析】【詳解】AC．由幾何關系可以知道，光線在點的入射角等于面上的折射角，根據(jù)光路可逆性原理知，光在點不可能發(fā)生全反射，而且從點出射的光束與的夾角為，所以從點出射的光束與入射到點的光束不平行，故AC錯