全反射同步練習（word版含答案）

全反射練習一、單選題光線從折射率為2的介質(zhì)中射向空氣，如果入射角為60°，下圖中光路可能的是(

)A. B.

C. D.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，已知該單色光入射方向與三棱鏡邊界AB的夾角為θ=30°，該三棱鏡對該單色光的折射率為3，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.從E點射入三棱鏡的光線與底邊BC平行

D.該單色光在AC邊界發(fā)生全反射

如圖所示，上、下表面平行的玻璃磚放在空氣中，光以入射角θ從玻璃磚的上表面A點射入，從下表面的B點射出的光線相對于入射光線的側移距離為d，當θ增大一個小角度時，下列說法正確的是(????)A.側移距離d增大

B.在A點可能發(fā)生全反射

C.在B點一定發(fā)生全反射

D.光在玻璃中的傳播時間變短

水下一點光源，發(fā)出a、b兩單色光．人在水面上方向下看，如圖所示，水面中心Ⅰ區(qū)域有a光、b光射出，Ⅱ區(qū)域只有b光射出．下列判斷正確的是(????)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光的折射率小于對b光的折射率

D.在水中，a光的速度小于b光的速度

紅、黃、綠三種單色光以相同的入射角從水中射向空氣，若綠光在界面上恰好發(fā)生全反射，則下列判斷正確的是A.黃光一定能發(fā)生全反射

B.紅光一定能發(fā)生全反射

C.黃光在水中的波長比紅光在水中的波長長

D.這三種單色光相比，紅光在水中傳播的速率最大如圖所示，將某種透明材質(zhì)的三棱鏡置于水中，△ABC為其截面，其中∠A=∠B=72°，一束由a、b單色光組成的復色光從水中以角度i射入三棱鏡再從三棱鏡射出，光路如圖所示，則(????)A.該材質(zhì)相對水是光密介質(zhì)

B.a單色光在該材質(zhì)中的傳播速度小于在水中的傳播速度

C.增大入射角i，光從AC界面出射時a光先消失

D.減小入射角i，光從AC界面出射時b光先消失

如圖所示，折射率為3的三棱鏡，橫截面為直角三角形ABC，∠A=90°，∠B=30°，D為AB邊上一點，且xBD=2xDA.一束平行光平行于BC從ABA.光在AB邊的折射角為30° B.光在三棱鏡中的傳播速度為3c

C.光從BD之間入射，能從BC邊射出 D.光從AD之間入射，能從AC邊射出兩束細平行光a和b相距為d，從空氣中互相平行地斜射到長方體玻璃磚的上表面，如下圖所示，若玻璃對a的折射率小于對b的折射率。當它們從玻璃磚的下表面射出后，有(????)A.兩束光仍平行，間距等于d

B.兩束光仍平行，間距大于d

C.兩束光仍平行，間距小于d

D.兩束光不再相互平行

如圖所示，一細束白光通過玻璃三棱鏡折射后分為各種單色光，取其中a、b、c三種色光，下列說法正確的是(????)A.a、b、c三色光的頻率依次越來越大

B.若分別讓a、b、c三色光通過一雙縫裝置，則a光形成的干涉條紋的間距最大

C.a、b、c三色光在玻璃三棱鏡中的傳播速度依次越來越大

D.若讓a、b、c三色光以同一入射角，從空氣中某方向射入一介質(zhì)，b光恰能發(fā)生全反射，則c光也一定能發(fā)生全反射

如圖所示，圓心為O、半徑為R的半圓形玻璃磚置于水平桌面上，光線從P點垂直界面入射后，恰好在玻璃磚圓形表面發(fā)生全反射；當入射角θ=60°時，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c，則(????)A.玻璃磚的折射率為1.5 B.OP之間的距離為22R

C.光在玻璃磚內(nèi)的傳播速度為33c二、多選題如圖所示，橫截而為直角三角形的玻璃三棱柱，∠C=30°.現(xiàn)有一細束光線沿著截面從AC邊上的O點以45°的入射角射入，折射后到達斜邊BC發(fā)生反射，最后垂直AB界面射出．則A.透明玻璃材料的折射率為2

B.透明玻璃材料的全反射臨界角為45°

C.光線在BC界面入射角為30°

D.光線在BC界面發(fā)生全反射

如圖是a、b兩光分別經(jīng)過同一雙縫干涉裝置后在屏上形成的干涉圖樣，則(????)A.在同種均勻介質(zhì)中，a光的傳播速度比b光的大

B.在同種均勻介質(zhì)中，a光的傳播速度比b光的小

C.從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時a光臨界角大

D.從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時a光臨界角小

如圖甲所示，在平靜的水面下深h處有一個點光源s，它發(fā)出的兩種不同顏色的a光和b光在水面上形成了一個有光線射出的圓形區(qū)域，該區(qū)域的中間為由ab兩種單色光所構成的復色光圓形區(qū)域周圍為環(huán)狀區(qū)域，且為a光的顏色(見圖乙)設b光的折射率為nb，則下列說法正確的是(

)A.在水中，a光的波長比b光小

B.在水中，a光的傳播速度比b光小

C.復色光圓形區(qū)域的面積為

D.在同一裝置的楊氏雙縫干涉實驗中，a光的干涉條紋比b光窄如圖所示，兩束相同的平行單色光a、b照射到一塊矩形玻璃磚的上表面，發(fā)生折射后分別照射到PO和NO界面上，下列說法中正確的是(????)A.兩束折射光都可以在界面上發(fā)生全反射

B.兩束折射光都不會在界面上發(fā)生全反射

C.折射光d可能發(fā)生全反射

D.折射光c不會發(fā)生全反射

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點是玻璃球的最高點，來自B點的光線BD從D點射出，出射光線平行于AB，已知∠ABD=30°，光在真空中的傳播速度為c，下列說法正確的是A.此玻璃的折射率為3

B.光線從B到D需用時3Rc

C.該玻璃球的臨界角應小于45°

D.若增大∠ABD，光線不可能在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點是玻璃球的最高點，來自B點的光線BD從D點射出，出射光線平行于AB，已知∠ABD=30°，光在真空中的傳播速度為c，則(????)A.此玻璃的折射率為3

B.光線從B到D需用時3Rc

C.該玻璃球的臨界角應小于45°

D.若增大∠ABD，光線不可能在DM三、填空題如圖所示，一束平行的綠光從半圓柱形玻璃磚的平面垂直入射，OC為中心線，已知經(jīng)半圓弧上A點的光線經(jīng)折射后與OC的交點為點B，∠AOB=30°，∠ABC=15°，則綠光在該玻璃中的折射率為____________，玻璃磚的半圓面中有透射光的區(qū)域所對的圓心角為___________；若將入射光改為紅光，則玻璃磚的半圓面中有透射光的區(qū)域所對的圓心角將_________(填“變小”“不變”或“變大”)．某液體的折射率為2，在其液面下有一可繞O軸勻速轉(zhuǎn)動的平面鏡OA，OA的初始位置與液面平行，如圖所示．在液面與平面鏡間充滿自左向右的平行光線，若在平面鏡逆時針旋轉(zhuǎn)一周的過程中，有光線射入空氣中的時間為2秒，試問：

(1)平面鏡由初始位置轉(zhuǎn)過多大角度時，光線開始進入空氣？

(2)平面鏡放置的角速度多大？如圖所示，一塊上、下表面平行的玻璃磚的厚度為L，玻璃磚的折射率n=3，若光從上表面射入的入射角i=60°，真空中的光速為c，則折射角r=________，光在玻璃磚中傳播的時間為________，改變?nèi)肷浣莍，光在下表面________(填“會”或“不會”)發(fā)生全反射。讓一束光線沿半徑方向射向半圓形玻璃磚，結果在玻璃磚底面上的入射角為0，經(jīng)折射后射出分為a、b兩束光線。由此可以判定

(1)在玻璃中，a光的傳播速度______b光的傳播速度(填“大于”、“小于”或“等于”)；

(2)若改變光束的入射方向使θ角逐漸變大，則______折射光線首先消失(填“a”、或“b”)；

(3)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______b光的干涉條紋間距(填“大于”、“小于”或“等于”)。圖示為一半圓形玻璃磚，O點為圓心，半徑為R，頻率相同的單色光a、b垂直于直徑方向從A、B兩點射入玻璃磚．單色光a折射后過M點，OM與單色光a的入射方向平行．已知A到O的距離為12R，B到O的距離為45R，M到O的距離為3R，則玻璃磚的折射率為______，單色光b第一次到達圓弧面上時______(填“能”或“不能”四、計算題如圖所示，ABC為一玻璃棱鏡的截面，該截面是由半徑為R的圓弧的一部分和一直角三角形組成的。O點是圓心，R=20cm，∠AOB=60°，折射率n=2。一束平行光垂直于AB面射入玻璃棱鏡，求：(1)光線由該棱鏡材料射向空氣時發(fā)生全反射的臨界角。(2)BC面上有光線透出部分的弧長。

如圖所示，ABC為直角三棱鏡，∠A=30°，∠B=90°，斜邊AC長為L.一束單色光斜射到BC的中點D，折射光線剛好與AC平行，且折射光線照射到AB邊剛好發(fā)生全反射。已知光在真空中的傳播速度為c，求：

①光在BC面上的入射角的正弦值；

②光線在棱鏡中從D點到第一次傳播到AC邊所用的時間。

如圖所示，一截面為直角三角形的玻璃棱鏡ABC，∠A=30°.一條光線以45°的入射角從AC邊上的D點射入棱鏡，光線最終垂直BC邊射出．

①求玻璃的折射率．

②畫出光在玻璃棱鏡中的傳播路線．

答案和解析1.【答案】C

2.【答案】C

【解答】

A.根據(jù)全反射發(fā)生的條件可知，光必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，故A錯誤；

B.根據(jù)λ=vT，光的周期不變，進入到三棱鏡后，波速變小，波長變小，故B錯誤；

C.根據(jù)折射定律可得：3=sin90?θsinα代入數(shù)據(jù)得出：α=30°，故從E點射入三棱鏡的光線與底邊BC平行，故C正確；

D.設全反射的臨界角為C，則sinC=1n，即為sinC=13=33【解析】解：A、設磚的厚度為d，根據(jù)折射定律有：n=sinθsinr

得：sinr=sinθn

由幾何關系得，出射光線相對于入射光線的側移量為：

d=Lsinγsin(θ?r)=?nLsinθsin(θ?r)，由數(shù)學規(guī)律可知，當入射角θ增大時，側移距離d增大，故A正確；

B、A點為由光疏到光密介質(zhì)，不會發(fā)生全反射，故B錯誤；

C、在上表面，入射角小于90度，折射角一定小于臨界角，光到達下表面時的入射角與上表面的折射角相等，則此入射角小于臨界角，不可能發(fā)生全反射，故C錯誤；

D、當θ增大，折射角增大，光在玻璃中的傳播路程增大，時間變長，故D錯誤。

4.【答案】D

【解答】

A.根據(jù)題述，由sinC=1n，b光發(fā)生全反射的臨界角較大，可知水對b光的折射率較小，對a光的折射率較大，所以a、b光從Ⅰ區(qū)域某點傾斜射出時，a光折射角大，A錯誤；

C.對a光的折射率較大，可得C錯誤；

B.又a光的折射率較大可得a光的頻率f較大，由c=λf得a光的波長較小，B錯誤；

光的折射率較大，由n=cn可得在水中，a光的速度小于b光的速度，D正確。

5.【答案】D

【解答】

AB.根據(jù)折射定律可知折射率最大的是綠光，最小的是紅光，由臨界角公式sinC=1n，臨界角最小的是綠光，最大的是紅光，由于綠光恰好發(fā)生全反射，所以黃光，紅光一定不發(fā)生光的全反射，故AB錯誤；【解答】A.根據(jù)圖線可知，光從該介質(zhì)進入水中時折射角小于入射角，所以該材質(zhì)相對水是光疏介質(zhì)，故A錯誤；B.根據(jù)n=cv及折射定律可知a單色光在該材質(zhì)中傳播速度大于在水中傳播速度，故C.根據(jù)sinC=1n增大入射角i，AC界面出射時D.減小入射角i，將不能發(fā)射全反射，ab光都不會消失，故D錯誤。7.【答案】A

【解答】

A、光路如圖所示：

根據(jù)幾何知識可知，光在AB邊的入射角為60°，由折射定律n=sin60°sinr

解得r=30°；故A正確；

B、由n=cv得：v=c3，故B錯誤；

C、由臨界角公式sinC=1n=33<32，得C<60°

光線達BC邊時，入射角θ=60°>C，將發(fā)生全反射，所以光線不能從BC邊射出，故C錯誤；

D、依據(jù)光路圖分析，光從AD之間入射時：折射光線入射到AC【解答】

A.由偏折程度可以看出a光折射率最大，c光折射率最小，而折射率越大，頻率越大，所以a、b、c三色光的頻率依次越來越小，故A錯誤；光的波長最長，a光波長最短，根據(jù)雙縫干涉條紋的間距與波長成正比，知a光的干涉條紋間距最小，故B錯誤；C.由公式v=cn知a、b、cD.由臨界角公式sinC=1n分析得a光的臨界角最小，c光臨界角最大，b光恰能發(fā)生全反射，則c10.【答案】C

【解答】

ABD、根據(jù)題意可知，當光線從P點垂直界面入射后，恰好在玻璃磚圓形表面發(fā)生全反射，如圖甲所示；

當入射角θ=60°時，光線從玻璃磚圓形表面出射后恰好與入射光平行，則光線折射光線與垂直于OP的夾角相等，故光路如圖乙所示。

對圖甲根據(jù)全反射的條件可得：sinC=1n=OPR

對圖乙根據(jù)折射定律可得：n=sinθsinα

其中sinα=OPOP2+R2

聯(lián)立解得：OP=33R，n=3，臨界角為：A.畫出光路圖如圖，由圖中幾何關系可知光線在AC界面折射角r=30°，由折射定律n=sinisinr，代入得n=2，選項A錯誤；

B.由sinC=1n可得，全反射臨界角為C=45°，選項B正確；

C.根據(jù)圖中平面幾何關系，BC界面入射角為i?=60°，選項C錯誤；

12.【答案】BD

【解答】

AB.由圖可知a光的干涉條紋間距小于b光，由Δx=ldλ可知，a光的波長小于b光的波長，a光的頻率大于b光的頻率，a光的折射率大于b光的折射率，由n=cv可知，在同種介質(zhì)中傳播時a光的傳播速度較小，故A錯誤，B正確；

CD.由sin

C=1n可知，從同種介質(zhì)中射入真空發(fā)生全反射時a光的臨界角小，選項C錯誤，D正確。

13.【答案】C

光在水面上形成的圓形亮斑面積較大，知a光的臨界角較大，根據(jù)，知a光的折射率較小，則a光的頻率小，可知，在水中，a光的波長比b光大，故A錯誤;

B.由，a光的傳播速度比b光大，B錯誤；

C.依據(jù)，結合幾何關系，可知，，而復色光圓形區(qū)域的面積為，故C正確；

光的折射率小，波長長，根據(jù)雙縫干涉條紋與波長成正比，可知相同條件下，a光干涉條紋比b光寬，故D錯誤。

14.【答案】CD

【解答】

c光線射到PQ面上時入射角等于在玻璃磚上表面的折射角，根據(jù)光路的可逆性可知，光線c不可能發(fā)生全反射，一定能從PQ射出，而且射出時折射角等于在上表面的入射，而光線d與臨界角的關系無法確定，可能入射角大于臨界角，在NO面上發(fā)生全反射，故CD正確，AB錯誤。

15.【答案】AC

【解答】

由題意，光路如圖所示：

A.由幾何知識可知，光線在D點的入射角i=∠ABD=30°

，折射角r=60°，則此玻璃的折射率為：，故A正確；

長度：

，光在玻璃球內(nèi)傳播的速度：v=cn=c3

，則光線從B傳到D的時間為：t=sv=3Rc，故B錯誤；

CD.根據(jù)，可知該玻璃球的臨界角小于45°，所以若增大∠ABD，入射角有可能大于臨界角，所以光線有可能在DM段發(fā)生全反射現(xiàn)象，故C正確，D錯誤。

16.【答案】ABC

【解答】

由題意，光路如圖所示：

A.由幾何知識可知，光線在D點的入射角i=∠ABD=30°

，折射角r=60°，則此玻璃的折射率為：，故A正確；

長度：

，光在玻璃球內(nèi)傳播的速度：v=cn=c3

，則光線從B傳到D的時間為：t=sv=3Rc，故【解析】【分析】找到入射角和折射角，利用折射率的公式解得折射率；利用臨界角的公式結合幾何關系求出光從半圓面透射區(qū)域的圓心角；若將入射光改為紅光，則折射率變小，根據(jù)幾何關系和臨界角判斷光從半圓面透射區(qū)域的圓心角。

本題主要考查的是臨界角的公式結合幾何關系求解。

【解答】

在A點，由幾何知識可得：入射角i=∠AOB=30°，折射角r=∠AOB+∠ABC=45°，則折射率為n=sinrsini=2.設光線恰好射到半圓面上D點時發(fā)生全反射，其入射角等于臨界角，由sin

18.【答案】解：(1)設臨角為C，則sinC=1n

∴C=45°

則入射光線轉(zhuǎn)過45°時光線開始進入空氣．

根據(jù)反射定律及幾何知識，平面鏡轉(zhuǎn)過α1=C2=22.5°時光線開始進入空氣．

(2)當平面鏡轉(zhuǎn)過67.5°時，光線又發(fā)生全反射，不進入空氣，

所以平面鏡轉(zhuǎn)過22.5°?67.5°間光線進入空氣．

平面鏡轉(zhuǎn)動的角速度：ω=α2?α1t=π8rad/s．

19.【答案】30°；2Lc；不會

【解答】

由n=sin