《全反射》单元测试题含答案(2)

一、全反射选择题

1．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

2．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2

B．光线从B传播到D的时间为3R c

C．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AB

3．如图所示，置于空气中的厚玻璃板，AB、CD分别是玻璃板的上、下表面,且AB∥CD.光线经AB表面射向玻璃砖，折射光线射到CD表面时，下列说法正确的是( )

A．不可能发生全反射

B．有可能发生全反射

C．只要入射角i足够大就能发生全反射

D．不知玻璃折射率，无法判断

4．右图是一个1

圆柱体棱镜的截面图,图中E?F?G?H将半径OM分成5等份,虚线EE1?FF1?

GG1?HH1平行于半径O N,O N边可吸收到达其上的所有光线.已知该棱镜的折射率n=5

,若平

行光束垂直入射并覆盖OM,则光线( )

A．不能从圆弧NF1射出B．只能从圆弧NG1射出

C．能从圆弧G H

11射出D．能从圆弧1H M射出

5．如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方．一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在白光屏上呈现七色光带．若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失．在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是（）

A．减弱，紫光B．减弱，红光C．增强，紫光D．增强,红光

6．如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB＝60°，一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质，经OA折射的光线恰平行于OB，以下对该介质的折射率值及折射光线中恰好射到M点的光线能不能发生全反射的说法正确的是( )

A3B3

C．23

，不能发生全反射D．

，能发生全反射

7．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60

θ=?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1.5

B．OP之间的距离为

2 2

C．光在玻璃砖内的传播速度为3 c

D．光从玻璃到空气的临界角为30°

8．如图所示，一束光与某材料表面成45°角入射，每次反射的光能量为入射光能量的k倍(01)

<<。若这束光最终进入材料的能量为入射光能量的()2

-倍，则该材料折射率至少为（）

A．

B2C．1.5 D．2

9．已知介质对某单色光的临界角为C，则

A．此单色光在该介质中的传播速度等于在真空中的传播速度的

1 sinC

倍

B．该介质对单色光的折射率等于

1 sinC

C．此单色光在该介质中的传播波长是在真空中波长的

1 sinC

倍

D．此单色光在该介质中的频率是在真空中的

1 sinC

倍

10．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

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θ

D．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θ

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．如图甲所示是由透明材料制成的半圆柱体，一束单色细光束由真空沿着径向与AB成θ角射入，对射出的折射光线的强度随θ角的变化进行记录，得到的关系如图乙所示．图丙是这种材料制成的透明体，左侧是半径为R的半圆柱体，右侧是长为8R,高为2R的长方体，一束该单色光从左侧'A点沿半径方向，且与长方体的长边成37?角射入透明体．已知光在真空中的传播速度为c,以下说法中正确的是（）

A．该透明材料的临界角是37?

B．该透明材料的临界角是53?

C．光线在透明长方体中运动的总时间为

D．该透明材料的折射率为

13．如图所示，一束光从空气中射向折射率n=2的某种玻璃的表面，i表示入射角，光在真空中的传播速度c=3×108m/s，则下列说法中正确的是（）

A．当i＞45°时会发生全反射现象

B．无论入射角是多大，折射角r都不会超过45°

C．欲使折射角r=30°应以i=45°的角度入射

D．当入射角tani=2时，反射光线跟折射光线恰好垂直

E.光在该玻璃中的传播速度v=1.5×108m/s

14．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21

n n

．若两种光都能从AC 面射出，在光屏MN 上两光点间的距离为2

1222144n n d n n ??

?- ?--?

? 15．如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC 的单色光从空气射向E 点，并偏折到F 点，已知入射方向与边AB 的夹角30θ=?，E 、F 分别为边AB 、BC 的中点，则下列说法正确的是（）

A ．从F 点出射的光束与入射到E 点的光束平行

B ．该棱镜的折射率为3

C ．光在F 点发生全反射

D ．光从空气进入棱镜，波速变小

16．如图所示，a 、b 和c 都是厚度均匀的平行玻璃板，a 和b 、b 和c 之间的夹角都为β，一细光束由红光和蓝光组成，以入射角θ从O 点射入a 板，且射出c 板后的两束单色光射在地面上P 、Q 两点，由此可知（）

A ．射出c 板后的两束单色光与入射光平行

B ．射到P 点的光在玻璃中的折射率较大

C ．若稍微增大入射角θ，光从b 板上表面射入到其下表面时，在该界面上有可能发生全反射

D ．若射到P 、Q 两点的光分别通过同一双缝发生干涉现象，则射到P 点的光形成干涉条纹的间距小，这束光为蓝光

17．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1 2

B．光从AA'C'C面出射的区域占该侧面总面积的2 3

C．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

19．一半径为R的半圆形玻璃砖放置在竖直平面上，其截面如下图所示. 图中O为圆心，MN为竖直方向的直径.有一束细光线自O点沿水平方向射入玻璃砖，可以观测到有光线自玻璃砖内射出，现将入射光线缓慢平行下移，当入射光线与O点的距离为d时，从玻璃砖射出的光线刚好消失.则此玻璃的折射率为（）

R d

-B．

R d

C．

D．

20．在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示．有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的地面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合．已知玻璃的折射率为1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为（）

A．r B．1.5r C．2r D．2.5r

【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除

一、全反射选择题

1．BC

【解析】

【分析】

【详解】

A．做出光路图如图所示，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正确；

C．因为

解析：BC

【解析】

【分析】

【详解】

A．做出光路图如图所示，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正确；

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，根据

sin C

，则知a光的临界角小。故D错误；

故选：BC。

2．B

【解析】

【分析】

【详解】

A．如图

由几何知识可得入射角

折射角

则此玻璃的折射率为

故A错误；

B．BD长度

光在玻璃球内传播的速度，故光线从B传到D的时间为

故B正确；

C．

解析：B

【解析】

【分析】

【详解】

A．如图

由几何知识可得入射角

30i ABD ?=∠=

折射角

260r ABD ?=∠=

则此玻璃的折射率为

sin

sin r

n i

=故A 错误； B ．BD 长度

2cos30s R ?==

光在玻璃球内传播的速度c

v n

，故光线从B 传到D 的时间为 3s R t v c

= 故B 正确； C ．由

1sin 32

C n =

可知，临界角

45C ?<

所以若增大∠ABD ，入射角可能大于临界角，所以光线可能在DM 段发生全反射现象，故C 错误；

D ．要使出射光线平行于AB ，入射角必为30?，若减小∠ABD ，入射角减小，则从AD 段射出的光线与AB 不平行，故D 错误。故选B 。

3．A 【解析】【分析】【详解】

临界角等于光从真空射入介质折射时最大的折射角，由图看出，入射光线在AB 面上的折射角一定小于临界角，由题ABCD ，折射光线射到CD 表面时入射角与AB 面上的折射角相等，

解析：A 【解析】【分析】【详解】

临界角等于光从真空射入介质折射时最大的折射角，由图看出，入射光线在AB 面上的折射角一定小于临界角，由题AB CD ，折射光线射到CD 表面时入射角与AB 面上的折射角

相等，所以入射角一定小于临界角，所以折射光线射到CD表面时一定不会发生全反射．故选A．

【点睛】

本题要紧扣全反射的条件：一、光线从光密介质射入光疏介质；二入射角大于临界角．也可以根据光路可逆原理分析．

4．B

【解析】

【分析】

【详解】

由折射率n=知该棱镜的全反射临界角为C=37°(sinC=),刚好从G点入射的光线垂直进入棱镜后,在G1点恰全反射,则圆弧上所有入射光线均发生全反射,不会从中射出,

解析：B

【解析】

【分析】

【详解】

由折射率n=5

知该棱镜的全反射临界角为C=37°(sinC=

),刚好从G点入射的光线垂直进入

棱镜后,在G1点恰全反射,则

G M圆弧上所有入射光线均发生全反射,不会从中射出,只有NG1圆弧上入射的光线折射后射出棱镜.所以只有B正确,A?C?D错误。

故选B。

5．C

【解析】

【分析】

【详解】

光线从光密介质到光疏介质，入射角增大则反射光的强度增强；因紫色光的折射率最大，发生全反射的临界角最小，故紫光最先发生全反射，在光屏上最先消失，C正确。

故选C。

解析：C

【解析】

【分析】

【详解】

故选C。

6．A 【解析】【分析】【详解】

由光路图可知，光线在OA 面上的入射角为i=60°，折射角为r=30° 根据折射定律得折射率为

光线在M 点的入射角为=30°，临界角的正弦为

即有，故折射光线中

解析：A 【解析】【分析】【详解】

由光路图可知，光线在OA 面上的入射角为i =60°，折射角为r =30° 根据折射定律得折射率为

sin sin 60

sin sin 30i n r ?

==?

光线在M 点的入射角为i '=30°，sin 0.5i '= 临界角的正弦为

1sin sin 3

C i n =

=>' 即有i C '<，故折射光线中恰好射到M 点的光线不能发生全反射，故A 正确，BCD 错误。故选A 。【点睛】

本题关键掌握折射定律和全反射条件：光线从光密介质射入光疏介质，入射角大于临界角，并知道临界角公式sin C =

，并根据全反射条件进行判断。 7．C 【解析】【分析】【详解】

AB ．作出两种情况下的光路图，如图所示

设，在A 处发生全反射故有

由于出射光平行可知，在B 处射出，故由于

联立可得，，故AB 错误； C ．由

可得，故C

解析：C 【解析】【分析】【详解】

AB ．作出两种情况下的光路图，如图所示

设OP x =，在A 处发生全反射故有

1sin x C n R

= 由于出射光平行可知，在B 处射出，故

sin 60

sin n OBP

∠

由于

sin OBP x R

∠=

联立可得3n =3

x =

，故AB 错误； C ．由

c v n

可得3

v c =，故C 正确； D ．由于

1sin 3

C n =

所以临界角不为30°，故D 错误。故选C 。

8．A 【解析】【分析】【详解】

根据题意光束最终要进入材料，说明光在材料表面即发生反射又发生折射，且两次反射的入射角均为，若临界角等于，则发生全反射：解得：

若临界角小于，即可发生折射，即：

解析：A 【解析】【分析】【详解】

根据题意光束最终要进入材料，说明光在材料表面即发生反射又发生折射，且两次反射的入射角均为45，若临界角等于45，则发生全反射：

sin 45n

解得：n =若临界角小于45，即可发生折射，即：

0n n <=

A 正确，BCD 错误。故选A ．

9．B 【解析】【详解】

B ．根据临界角公式得

故B 正确。

A ．光在介质中传播速度

（c 是光在真空中的传播速度），故A 错误。 C ．设光在真空中与介质中波长分别为λ0和λ．由 v=λf c=λ0f

解析：B 【解析】【详解】

B ．根据临界角公式1sin

C n

得 1

sin n C

故B 正确。

A ．光在介质中传播速度

v c sinC n

=? （c 是光在真空中的传播速度），故A 错误。 C ．设光在真空中与介质中波长分别为λ0和λ．由

c v n =

v =λf c=λ0f

得：

n λλ

则得

λ=λ0sinC

故C 错误。

D ．光的频率由光源决定，与介质无关，则此单色光在该介质中的频率与在真空中频率相等。故D 错误。

10．AC 【解析】【分析】【详解】

A ．单色光斜射向P ，光在P 中的折射角小于临界角；Q 的折射率大，则光线从Q 射向空气的临界角；光线正好垂直通过两棱镜的界面，沿直线射到Q 的下表

面，由于光在Q的下表面的

解析：AC

【解析】

【分析】

【详解】

A．单色光斜射向P，光在P中的折射角小于临界角P C；Q的折射率大，则光线从Q射向空气的临界角Q P

C C

<；光线正好垂直通过两棱镜的界面，沿直线射到Q的下表面，由于光在Q的下表面的入射角与临界角Q

C关系不清楚，光线在Q的下表面可能发生全反射，不从Q的下表面射出，也可能不发生全反射，从Q的下表面射出，故A正确；

BCD．如果光线从Q的下表面射出，光路图下图所示。

根据折射定律

sin

=，2

sin

由几何知识的12

r i=，由题n n

P Q

，可得

r i>

所以

αθ

故BD错误，C正确。

故选AC。

11．B

【解析】

试题分析：由折射图象可知a光的偏折程度最大，说明水滴对a的折射率最大，故a的频率最大，由可知，a的波长最小，abcd偏折程度依次减小，故为紫光、蓝光、黄光和红光，B正确；

考点：考查了

解析：B

【解析】

试题分析：由折射图象可知a光的偏折程度最大，说明水滴对a的折射率最大，故a的频率最大，由v f

=可知，a的波长最小，abcd偏折程度依次减小，故为紫光、蓝光、黄光和红光，B正确；

考点：考查了光的折射

名师点睛：根据折射图象可得出各光的偏折程度，即可得出折射率的大小，则可得频率、波长等的大小时关系，即可判断各光可能的顺序．

12．BC 【解析】

由图乙可知，时，折射光线开始出现，说明此时对应的入射角应是发生全反射的临界角C ，即得：．故A 错误，B 正确．根据全反射临界角公式：，得该透明材料的折射率：，故D 错误．因为临界角是，光线

解析：BC 【解析】

由图乙可知，37θ=?时，折射光线开始出现，说明此时对应的入射角应是发生全反射的临界角C ，即得：903753C =?-?=?．故A 错误，B 正确．根据全反射临界角公式：

1sinC n

，得该透明材料的折射率：5

4n =，故D 错误．因为临界角是53?，光线在玻璃

砖中刚好发生3次全反射，光路图如图所示

则光程为：L=10R ，光在该透明材料中的传播速度为：c

v n

=，光线在透明长方体中运动的总时间：252L R t v c

=，故C 正确；故选BC ．【点睛】由图象能读出此透明材料的临界角，根据全反射临界角公式1

sinC n

=求解折射率n ；根据光路图，结合光的全反射，确定光程，并根据c v n =与s

t v

=求解光线在透明长方体中运动的总时间．

13．BCD 【解析】【详解】

A ．光从空气中射向玻璃表面时，不可能发生全反射，故A 错误。

B ．当入射角最大时，根据折射定律知，折射角也最大，而最大的入射角为90°，则由得 r=45°

所以最大的折射

解析：BCD

【详解】

A ．光从空气中射向玻璃表面时，不可能发生全反射，故A 错误。

B ．当入射角最大时，根据折射定律sini

n sinr

=知，折射角也最大，而最大的入射角为90°，则由sini

n sinr

得

sini sinr n =

r =45°

所以最大的折射角为45°．故B 正确。 C ．当折射角r =30°时，由折射定律sini

n sinr

得入射角 i =45°

故C 正确。

D ．当反射光线跟折射光线恰好互相垂直时，设入射角为i ，折射角为β，有i+β=90°，

()

90sini sini

n tani sin sin i β=

==?- 所以

．

故D 正确。

E ．光在该玻璃中的传播速度

810m/s 2

c v n =

= 故E 错误；故选BCD 。

14．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

v 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

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：

123030sinr sinr n n sin sin ，=

=??

，由数学知识得

2211

2122

212144sinr sinr tanr tanr cosr cosr n n =

===--，联立得：()2

121222144x d tanr tanr d n n ??=-=--，故C 错误，D 正确；故选BD ．【点睛】根据c

v 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

15．BD 【解析】【分析】【详解】

AC ．由几何关系可以知道，光线在点的入射角等于面上的折射角，根据光路可逆性原理知，光在点不可能发生全反射，而且从点出射的光束与的夹角为，所以从点出射的光束与入射到

解析：BD 【解析】【分析】【详解】

AC ．由几何关系可以知道，光线在F 点的入射角等于AB 面上的折射角，根据光路可逆性原理知，光在F 点不可能发生全反射，而且从F 点出射的光束与BC 的夹角为θ，所以从

F 点出射的光束与入射到E 点的光束不平行，故AC 错误；

BD ．由几何知识得，光线在AB 面上入射角为60i =?，折射角为30r =?，则折射率为

sin 3sin i

n r

光从空气进入棱镜，频率不变，波速变小，故BD正确。

故选BD。

16．ABD

【解析】

A：光通过平行玻璃板后传播方向不变，则射出c板后的两束单色光与入射光平行．故A项正确．

B：光的折射率越大偏移量越大，可知射到P点的光在玻璃中的折射率较大．故B项正确．

C：光从平

解析：ABD

【解析】

A：光通过平行玻璃板后传播方向不变，则射出c板后的两束单色光与入射光平行．故A项正确．

B：光的折射率越大偏移量越大，可知射到P点的光在玻璃中的折射率较大．故B项正确．C：光从平行玻璃板b板上表面射入到其下表面时，下表面处的入射角等于上表面处的折射角，不可能在下表面上发生全反射．故C项错误．

D：光的折射率越大偏移量越大，可知射到P点的光在玻璃中的折射率较大，射到P点的光是蓝光，波长较短；若射到P、Q两点的光分别通过同一双缝发生干涉现象，则射到P 点的光形成干涉条纹的间距小．故D项正确．

17．AC

【解析】

【分析】

【详解】

AB．由题可知

可知临界角为45o，因此从D点发出的光，竖直向上从M点射出的光线恰好是出射光线的边缘，同时C点也恰好是出射光线的边缘，如图所示，因此光线只能从M

解析：AC

【解析】

【分析】

【详解】

AB．由题可知

sin

可知临界角为45o，因此从D点发出的光，竖直向上从M点射出的光线恰好是出射光线的边缘，同时C点也恰好是出射光线的边缘，如图所示，因此光线只能从MC段射出，根据