2024-2025學(xué)年新教材高中物理第四章光2全反射課時(shí)作業(yè)含解析新人教版選擇性必修1

PAGE8-全反射1.兩束不同頻率的單色光從空氣射入水中，發(fā)生了如圖所示的折射現(xiàn)象（）。下列結(jié)論中正確的是()A．光束b的頻率比光束a低B．在水中的傳播速度，光束a比光束b小C．水對(duì)光束a的折射率比水對(duì)光束b的折射率小D．若光束從水中射向空氣，則光束b的臨界角比光束a的臨界角大2.直線過勻稱玻璃球球心O，細(xì)光束平行且關(guān)于對(duì)稱，光束由空氣射入玻璃球的光路如圖。則（）A.玻璃對(duì)a光的折射率較大 B.a光的臨界角較小C.b光在玻璃中的傳播速度較小 D.b光在玻璃中的傳播時(shí)間較短3.如圖，兩束單色光分別沿半徑方向由空氣射入半圓形玻璃磚，出射時(shí)合成一束復(fù)色光，下列說法正確的是()A.光的頻率小于光的頻率B.在玻璃磚中光的傳播速度小于光的傳播速度C.玻璃磚對(duì)光的折射率大于對(duì)光的折射率D.兩種單色光由玻璃射向空氣時(shí)，光的臨界角較小4.光導(dǎo)纖維由很細(xì)的內(nèi)芯和外套兩層組成，內(nèi)芯的折射率比外套大，光傳播時(shí)在內(nèi)芯和外套的界面發(fā)生全反射，如圖所示。為了探討簡(jiǎn)潔，現(xiàn)設(shè)外套為空氣，內(nèi)芯的折射率為，一束光線由空氣射入內(nèi)芯，在內(nèi)芯與空氣的界面恰好發(fā)生全反射。若光速為，則光線通過邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的光導(dǎo)纖維所用的時(shí)間為()A. B. C. D.5.如圖所示，三棱鏡的橫截面為直角三角形，長(zhǎng)為20cm，三棱鏡材料的折射率為，一束平行于底邊的單色光從邊上的中點(diǎn)O射入此棱鏡，已知真空中光速為。下列說法錯(cuò)誤的是()A.光束在三棱鏡里傳播的速度為 B.光束從邊射入的折射角為C.光束能從邊射出 D.光束在三棱鏡里傳播的時(shí)間為6.直線過勻稱玻璃球球心O,細(xì)光束a、b平行且關(guān)于對(duì)稱,由空氣射入玻璃球的光路如圖。a、b光相比（）A.玻璃對(duì)a光的折射率較小 B.玻璃對(duì)a光的臨界角較小C.b光在玻璃中的傳播速度較大 D.b光在玻璃中的傳播時(shí)間較短7.如圖所示，三棱鏡的橫截面為等腰直角三角形，底邊水平，右側(cè)的光屏豎直。一條單色光線自邊上的點(diǎn)水平射向三棱鏡，此光線進(jìn)入三棱鏡后首先到達(dá)底邊，棱鏡材料對(duì)該光線的折射率為。光線進(jìn)入三棱鏡后，僅考慮在各界面上的第一次反射或折射，對(duì)此以下說法正確的是()A．光線到達(dá)邊時(shí)會(huì)有部分能量射出三棱鏡B．光線到達(dá)邊時(shí)發(fā)生全反射C．光線自面射出三棱鏡后水平射向光屏D．光線自面射出三棱鏡后斜向上射向光屏8.已知紅光在某玻璃和真空的界面上發(fā)生全反射的臨界角為45°,紅光在真空中傳播的速度為c,下列說法正確的是()A.該玻璃對(duì)紅光的折射率大于B.紅光在該玻璃中的波長(zhǎng)是在真空中波長(zhǎng)的C.紅光在該玻璃中的頻率是在真空中的倍D.紅光從真空射向該玻璃中,入射角大于45°時(shí)肯定發(fā)生全反射9.如圖所示,兩塊半徑均為的半圓形玻璃磚正對(duì)放置,其折射率均為;沿豎直方向的兩條直徑相互平行,一束單色光正對(duì)圓心從點(diǎn)射入左側(cè)半圓形玻璃磚,已知，若不考慮光在各個(gè)界面的二次反射,下列說法正確的是（）A.減小,光線可能在面發(fā)生全反射B.間距大小與光線能否從右半圓形玻璃磚右側(cè)射出無(wú)關(guān)C.假如間距大于,光線不能從右半圓形玻璃磚右側(cè)射出D.假如間距等于,光線穿過兩個(gè)半圓形玻璃磚的總偏折角為15°10.光纖通訊中信號(hào)傳播的主要載體是光導(dǎo)纖維，它的結(jié)構(gòu)如圖所示，可看成一段直線，其內(nèi)芯和外套的材料不同，光在內(nèi)芯中傳播，下列關(guān)于光導(dǎo)纖維的說法正確的是（）A.內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射B.內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時(shí)在外套與外界的界面上發(fā)生全反射C.波長(zhǎng)越長(zhǎng)的光在光纖中傳播的速度越大D.頻率越大的光在光纖中傳播的速度越大11.如圖是一段因拉伸速度不勻稱而形成的不合格光纖產(chǎn)品，呈圓臺(tái)形。一單色光射到上邊界O點(diǎn)并射出光纖，進(jìn)入真空中時(shí)，入射角為30°，折射角為53°（），則()A.此光纖的折射率為0.625B.該單色光在光纖中的傳播速度為C.減小單色光在O點(diǎn)的入射角可以提高光能傳輸效率D.同一單色光在此光纖內(nèi)發(fā)生全反射時(shí)對(duì)應(yīng)的臨界角等于在圓柱形光纖內(nèi)發(fā)生全反射時(shí)對(duì)應(yīng)的臨界角12.如圖所示，水平地面上放有一長(zhǎng)方形玻璃磚，光源發(fā)出與水平面夾角為θ的一細(xì)束光，光線進(jìn)入玻璃磚后經(jīng)過一次反射從右側(cè)面折射而出，恰好照到玻璃磚右側(cè)地面上點(diǎn)，點(diǎn)到玻璃磚右端距離與點(diǎn)到玻璃磚左端距離相等。已知光線射入玻璃磚的位置到玻璃磚上表面的距離為a、玻璃磚左右兩表面間的距離為b，真空中光速為c。求：（1）玻璃磚的折射率n；（2）該束光在玻璃磚中傳播的時(shí)間t。答案以及解析1.答案：C解析：A.C由知，b光的折射率較大，則b的頻率較大。故A錯(cuò)誤，C正確。B、由分析可知，b光的折射率較大，在同種介質(zhì)傳播速度較小。故B錯(cuò)誤。D、由臨界角公式分析得到，b光的折射率較大，對(duì)同種介質(zhì)的臨界角較小。故錯(cuò)誤。故選C2.答案：C解析：由圖知，光線通過玻璃球時(shí)，b光的偏折程度大，則故A錯(cuò)誤。玻璃對(duì)a光的折射率較小，由分析知，a光的臨界角較大，故B錯(cuò)誤。由分析知，b光在玻璃中的傳播速度較小，故C正確。b光在玻璃球中通過的路程較長(zhǎng)，傳播速度較小，由分析知b光在玻璃中的傳播時(shí)間較長(zhǎng)，故D錯(cuò)誤。3.答案：A解析：由題圖可知，玻璃磚對(duì)B光的折射程度大，則，故B光的頻率較大，故A正確、C錯(cuò)誤；由知，在玻璃磚中，，故B錯(cuò)誤；兩種單色光由玻璃射向空氣時(shí)，由于，所以，，故D錯(cuò)誤；故選A。4.答案：C解析：一束光線由空氣射入內(nèi)芯,在內(nèi)芯與空氣的界面恰好發(fā)生全反射,設(shè)臨界角為C,則光的傳播方向與光導(dǎo)纖維的方向之間的夾角為：,光通過長(zhǎng)度為L(zhǎng)的光導(dǎo)纖維時(shí)的路程為：光導(dǎo)纖維的折射率為n,則光在光導(dǎo)纖維中的傳播速度：又由于：所以光的傳播的時(shí)間：故選：C5.答案：C解析：該光束在三棱鏡里傳播的速度為，A正確；作出光路圖如圖所示，由折射定律，解得，B正確；由臨界角公式知，得，光束到達(dá)邊時(shí)，由幾何關(guān)系可知入射角，光束將發(fā)生全反射，所以光束不能從邊射出，C錯(cuò)誤；由幾何關(guān)系，，則，故光束在三棱鏡里傳播的時(shí)間，D正確。6.答案：A解析：由圖知,光線通過玻璃磚后,b光的偏折角大,則玻璃對(duì)b光的折射率較大,對(duì)a光的折射率較小,所以A選項(xiàng)是正確的.因?yàn)閍光的折射率較小,依據(jù)知,玻璃對(duì)a光的臨界角較大,故B錯(cuò)誤.因?yàn)閎光的折射率較大,依據(jù)知,b光在玻璃中的傳播速度較小,故C錯(cuò)誤.b光在玻璃磚通過的路程較大,傳播速度較小,由知,b光在玻璃中的傳播時(shí)間較長(zhǎng),故D錯(cuò)誤.所以A選項(xiàng)是正確的.7.答案：C解析：光路圖如圖所示：依據(jù)折射定律有：，所以光在D點(diǎn)的折射角為：，依據(jù)幾何學(xué)問可知,光在AB邊的入射角為：，因?yàn)椋瑒t全反射的臨界角為：，所以，光在AB邊發(fā)生全反射，不會(huì)有光從AB邊射出，依據(jù)幾何學(xué)問可知,光在BC邊的入射角為：，所以光不會(huì)在BC面發(fā)生全反射，且光在BC邊的折射角為，光線自BC面射出三棱鏡后水平射向光屏MN，故ABD錯(cuò)誤，C正確。故選：C。8.答案：B解析：由全反射臨界角的計(jì)算式得,故A錯(cuò)誤;由得,設(shè)紅光的頻率為f,在真空中的波長(zhǎng)為,在該玻璃中的波長(zhǎng)為,由波長(zhǎng)、頻率、波速的關(guān)系得,,由得,,故B正確;該紅光由真空傳入介質(zhì)時(shí),頻率不發(fā)生改變,故C錯(cuò)誤;由全反射的產(chǎn)生條件知紅光從真空射向介質(zhì)不會(huì)發(fā)生全反射,D錯(cuò)誤。9.答案：AD解析：玻璃磚的臨界角為，解得，所以減小，光線可能在面發(fā)生全反射,故A正確；由折射定律可得，則，在中，由正弦定理可得，又，代入數(shù)據(jù)可得，由折射定律可得，所以光線相對(duì)于光線偏折了15°，故D正確；間距越大，從右半圓圓弧出射光線的入射角就越大，可能超過臨界角，所以間距大小與光線能否從右半圓形玻璃右側(cè)射出有關(guān)，且當(dāng)入射角小于45°時(shí)均可從右側(cè)面射出，故BC錯(cuò)誤。10.答案：AC解析：當(dāng)內(nèi)芯的折射率比外套的大時(shí)，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上才能發(fā)生全反射，故選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；波長(zhǎng)越長(zhǎng)的光，頻率越小，介質(zhì)對(duì)它的折射率n越小，依據(jù)公式，光在光纖中傳播的速度越大，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。11.答案：BD解析：此光纖的折射率為，故A錯(cuò)誤；該單色光在光纖中的傳播速度為，故B正確；減小單色光在O點(diǎn)的入射角時(shí)，反射光減弱，折射光增加，降低了光能傳輸效率，故C錯(cuò)誤；臨界角與光纖的形態(tài)無(wú)關(guān)，所以同一單色光在此光纖內(nèi)的臨界角與圓柱形光纖的臨