1、全反射单元测试题含答案一、全反射 选择题1如图所示，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为，经折射后射出a、b两束光线则A分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距B在真空中，a光的波长小于b光的波长C玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D若改变光束的入射方向使角逐渐变大，则折射光线a首先消失2如图，一束白光沿半径方向从A点射入半圆形玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光照在光屏上，a、b为折射光的上下边界，c为反射光，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，可以观察到各色光在光屏上陆续消失，在光带完全消
2、失之前，下列说法正确的有（）Ac光逐渐变暗Bab光带逐渐变亮Ca光与b光相比，a光先消失D单色光a通过玻璃砖所需的时间小于单色光b通过玻璃砖所需的时间3水下一点光源，发出a、b两单色光。人在水面上方向下看，水面中心I区域有a光、b光射出，区域只有a光射出，如图所示。下列判断不正确的是（）Aa、b光从I区域某点倾斜射出时，a光的折射角小B在真空中，a光的波长大于b光的波长C水对a光的折射率大于对b光的折射率D水下a、b光能射到图中I区域以外区域4如图所示，一束复色光从空气中沿半圆玻璃砖半径方向射入，从玻璃砖射出后分成 a、b两束单色光，则（）A玻璃砖对 a 光的折射率为1.5B玻璃砖对 a 光的
3、折射率为Cb 光在玻璃中的传播速度比 a 光大Db 光在玻璃中发生全反射的临界角比a光小5如图所示，在等边三棱镜截面ABC内，有一束单色光从空气射向其边界上的E点，已知该单色光入射方向与三棱镜边界AB的夹角为=30，该三棱镜对该单色光的折射率为，则下列说法中正确的是 （）A该单色光在AB边界发生全反射B该单色光从空气进入棱镜，波长变长C该单色光在三棱镜中的传播光线与底边BC平行D该单色光在AC边界发生全反射6右图是一个圆柱体棱镜的截面图,图中EFGH将半径OM分成5等份,虚线EE1FF1GG1HH1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=,若平行光束垂直入射并
4、覆盖OM,则光线( )A不能从圆弧射出B只能从圆弧射出C能从圆弧射出D能从圆弧射出7如图所示两细束单色光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点M。则下列说法中正确的是（）A如果a为蓝色光，则b可能为红色光B在该三棱镜中b色光的传播速率比a光的传播速率小C棱镜射向空气中a色光的临界角比b色光的临界角大Da光的折射率小于b光折射率8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9如图为一玻璃球过球心的横截面，
5、玻璃球的半径为R，O为球心，AB为直径，来自B点的光线BM在M点射出，出射光线平行于AB。另一光线BN恰好在N点发生全反射，已知，则（）A光在玻璃球中的传播速度，c为光速B发生全反射时的临界角C球心到BN的距离为D球心到BN的距离为10如图所示，由某种透明介质制成的长直细圆柱体置于真空中某种单色光在介质中传输，经过多次全反射后从右端射出若以全反射临界角传输的光线刚好从右端以张角出射，则此介质的折射率为（ ）ABCD11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
6、变大D小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大12一半圆形玻璃砖，C点为其球心，直线与玻璃砖上表面垂直，C为垂足，如图所示。与直线平行且到直线距离相等的ab两条不同频率的细光束从空气射入玻璃砖，折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是（）A两光从空气射在玻璃砖后频率均增加B真空中a光的波长大于b光Ca光的频率比b光高D若a光、b光从同一介质射入真空，a光发生全反射的临界角大于b光13如图所示，一个厚度的军事设施，观察孔宽度L=60cm。为了扩大向外的观察视野，将折射率的某种玻璃砖完全嵌入观察孔内（图中为观察孔的俯视图），则（）A在观察孔的中央观察，视野角比安装前增大60B在观察孔的中央观察，视
7、野角比安装前增大90C若观察者在孔的边缘观察，可以观察到在中央观察所看不到的位置D要使视野角接近180，则需嵌入折射率至少为n=2的玻璃砖14在光纤制造过程中，由于拉伸速度不均匀，会使得拉出的光纤偏离均匀的圆柱体，而呈现圆台形状如图所示已知此光纤长度为L，圆台对应底角为，折射率为n，真空中光速为c现光从下方垂直射入下台面，则 A光从真空射入光纤，光子的频率不变B光通过此光纤到达小截面的最短时间为C从上方截面射出的光束一定是平行光D若满足，则光在第一次到达光纤侧面时不会从光纤侧面射出15虹和霓是太阳光在水柱内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明，两束平行白光照射到透明玻璃
8、球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图所示，下列说法中正确的是AM、N点的颜色分别为紫、红BM、N点的颜色分别为红、紫CP、Q点的颜色分别为紫、红DP、Q点的颜色分别为红、紫16图示为一直角棱镜的横截面，。一平行细光束从O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜。已知棱镜材料的折射率n=，若不考虑原入射光在bc面上的反射光，则有光线（） A从ab面射出B从ac面射出C从bc面射出，且与bc面斜交D从bc面射出，且与bc面垂直17如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面的单色光从空气射向点，并偏折到点，已知入射方向与边的夹角，、分别为边、的中点，则下列说法正确的是（ ）A从点出射的光束
9、与入射到点的光束平行B该棱镜的折射率为C光在点发生全反射D光从空气进入棱镜，波速变小18如图所示，两块半径均为R的半圆形玻璃砖正对放置，折射率均为n=；沿竖直方向的两条直径BC、BC相互平行，一束单色光正对圆心O从A点射入左侧半圆形玻璃砖，知AOB=60。若不考虑光在各个界面的二次反射，下列说法正确的是（）A减小AOB，光线可能在BC面发生全反射BBC、BC间距大小与光线能否从右半圆形玻璃砖右侧射出无关C如果BC、BC间距大于，光线不能从右半圆形玻璃砖右侧射出D如果BC、BC间距等于，光线穿过两个半圆形玻璃砖的总偏折角为1519如图中方框区域内有一个位置可以任意摆放的全反射棱镜，其横截面是等腰
10、直角三角形，光线1、2、3、4表示的是入射光线，经过棱镜后，相应的出射光线是、下图4种情况中，哪些是可能实现的（ ）ABCD20如图所示，AOB是截面为扇形的玻璃砖的横截面图，其顶角75，今有一束单色光线在横截面内从OA的中点E沿垂直OA的方向射入玻璃砖，一部分光线经AB面反射后恰好未从OB面射出，不考虑多次反射作用，则玻璃砖的折射率为( )ABCD【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除一、全反射 选择题1BD【解析】从图中可知光线a的偏折程度大，根据折射定律公式，是入射角，r是折射角，可知a光的折射率大，故a光的频率大，波长小，根据公式可知用同一装置做双缝干涉实验时a光的干涉条纹小于b光的干
11、涉条解析：BD【解析】从图中可知光线a的偏折程度大，根据折射定律公式，是入射角，r是折射角，可知a光的折射率大，故a光的频率大，波长小，根据公式可知用同一装置做双缝干涉实验时a光的干涉条纹小于b光的干涉条件间距，AC错误；在真空中，根据公式可得a光的波长小于b光的波长，B正确；根据全反射定律可知折射率越大，全反射角越小，最先消失，D正确【点睛】本题综合考查了光的折射、全反射和干涉，关键是记住几个公式：折射率定义公式、光速公式、双缝干涉条纹间距公式要注意公式的条件条件是光从真空射入介质折射2D【解析】【分析】【详解】AB入射点从A向B缓慢移动时，光线射到直边的入射角增大，越来越多的光发生全反射，
12、故c光逐渐变亮，ab光带逐渐变暗，故AB错误；CD根据偏折程度可知，单色光a的解析：D【解析】【分析】【详解】AB入射点从A向B缓慢移动时，光线射到直边的入射角增大，越来越多的光发生全反射，故c光逐渐变亮，ab光带逐渐变暗，故AB错误；CD根据偏折程度可知，单色光a的折射率小于单色光b的折射率，光线从玻璃砖射入空气时，b光的折射角先达到，先发生全反射，故a光与b光相比，b光先消失，又由知，单色光a在玻璃中的速率比b的大，故通过玻璃砖所需的时间小于单色光b通过玻璃砖所需的时间，故C错误，D正确。故选D。3C【解析】【分析】【详解】AC由题分析可知，b光在I区域边缘发生了全反射，a光区域边缘发生了
13、全反射，则知a光的临界角比b光的临界角大，由知，水对a光的折射率小于对b光的折射率，由折射定律解析：C【解析】【分析】【详解】AC由题分析可知，b光在I区域边缘发生了全反射，a光区域边缘发生了全反射，则知a光的临界角比b光的临界角大，由知，水对a光的折射率小于对b光的折射率，由折射定律知：a、b光从I区域某点倾斜射出时，a光折射角小，故A正确，不符合题意，C错误，符合题意；B水对a光的折射率小于对b光的折射率，则a光的频率小于b光的频率，由c=f知，在真空中，因光速c不变，则有a光的波长大于b光的波长。故B正确，不符合题意；D水下a、b光经水面反射后均能射到图中I区域以外区域，故D正确，不符合
14、题意。故选C。4D【解析】【分析】【详解】AB由折射定律可知，玻璃砖对光的折射率为故AB错误；C由题图可知玻璃砖对光的折射率大于对光的折射率，根据可知在玻璃中光的传播速度比光小，故C错误；D解析：D【解析】【分析】【详解】AB由折射定律可知，玻璃砖对光的折射率为故AB错误；C由题图可知玻璃砖对光的折射率大于对光的折射率，根据可知在玻璃中光的传播速度比光小，故C错误；D玻璃砖对光的折射率大于对光的折射率，根据可知光在玻璃中发生全反射的临界角比光的小，故D正确。故选D。5C【解析】【分析】【详解】A在AB边界光由射入三棱镜，是由光疏介质射入到光密介质，不会发生全反射，故A错误；B光从空气进入棱镜，
15、频率不变，波速变小，波长变小，故B错误；C由几何知识解析：C【解析】【分析】【详解】A在AB边界光由射入三棱镜，是由光疏介质射入到光密介质，不会发生全反射，故A错误；B光从空气进入棱镜，频率不变，波速变小，波长变小，故B错误；C由几何知识得：光线在AB面上入射角为 i=60，棱镜的折射率为故折射角为 r=30，折射光线与AB面的夹角是60，所以该单色光在三棱镜中的传播光线与底边BC平行，故C正确；D由几何关系可知，光线在AC边界的入射角等于AB面上的折射角，根据光路可逆性原理知，不可能发生全反射，故D错误。故选C。6B【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(sin
16、C=),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=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,只有圆弧上入射的光线折射后射出棱镜.所以只有B正确,ACD错误。故选B。7A【解析】【分析】【详解】AD由图看出，a光通过三棱镜后偏折角较大，根据折射定律得知三棱镜对a光的折射率大于b光折射率，若a为蓝光，b可能为红光，A正确，D错误；Ba光的折射率大于b光解析：A【解析】【分析】【详解】AD由
17、图看出，a光通过三棱镜后偏折角较大，根据折射定律得知三棱镜对a光的折射率大于b光折射率，若a为蓝光，b可能为红光，A正确，D错误；Ba光的折射率大于b光折射率，根据则在该三棱镜中a光的传播速率比b光的传播速率小，B错误；C由临界角公式分析知从棱镜射向空气中a色光的临界角比b色光的临界角小，C错误。故选A。8D【解析】【详解】A小球发出的光先从水中传播，然后再射入空气中，故我们从侧面就可以看到小球，选项A错误；B由于光从水中射入空气中，故当入射角大于临界角时，光会发生全反射，故球所发的光不是解析：D【解析】【详解】A小球发出的光先从水中传播，然后再射入空气中，故我们从侧面就可以看到小球，选项A错
18、误；B由于光从水中射入空气中，故当入射角大于临界角时，光会发生全反射，故球所发的光不是从水面任何区域都能够射出的，选项B错误；CD光从水中进入空气后频率不变，由于折射率变小，故光的传播速度变大，选项C错误，D正确9C【解析】【分析】【详解】A已知，由几何关系知入射角，折射角 ，则玻璃的折射率为光在玻璃中传播速度A错误；B发生全反射的临界角因为B错误；CD因为光线BN恰好在N点解析：C【解析】【分析】【详解】A已知，由几何关系知入射角，折射角 ，则玻璃的折射率为光在玻璃中传播速度A错误；B发生全反射的临界角因为B错误；CD因为光线BN恰好在N点发生全反射，球心到光线BN的距离为D错误C正确。故选
19、C。10D【解析】【分析】【详解】设射出时的入射角为，根据折射定律：由几何关系可得，发生全反射时入射角为：根据以上几式，解得：故D选项正确，ABC错误解析：D【解析】【分析】【详解】设射出时的入射角为，根据折射定律：由几何关系可得，发生全反射时入射角为：根据以上几式，解得：故D选项正确，ABC错误11D【解析】【详解】A小球发出的光先从水中传播，然后再射入空气中，故我们从侧面就可以看到小球，选项A错误；B由于光从水中射入空气中，故当入射角大于临界角时，光会发生全反射，故球所发的光不是解析：D【解析】【详解】A小球发出的光先从水中传播，然后再射入空气中，故我们从侧面就可以看到小球，选项A错误；B
20、由于光从水中射入空气中，故当入射角大于临界角时，光会发生全反射，故球所发的光不是从水面任何区域都能够射出的，选项B错误；CD光从水中进入空气后频率不变，由于折射率变小，故光的传播速度变大，选项C错误，D正确12BD【解析】【详解】A光在两种介质的界面处不改变光的频率，A错误；BC由题分析可知，玻璃砖对b束光的折射率大于对a束光的折射率，b光的频率高，由得知，在真空中，a光的波长大于b光的波长，解析：BD【解析】【详解】A光在两种介质的界面处不改变光的频率，A错误；BC由题分析可知，玻璃砖对b束光的折射率大于对a束光的折射率，b光的频率高，由得知，在真空中，a光的波长大于b光的波长，B正确C错误
21、；D由分析得知，a光的折射率n小，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角，故D正确。故选BD。13ACD【解析】【分析】【详解】AB.由知识知折射角为，根据折射定律解得则视野角比安装前增大，所以选项A正确，选项B错误；C. 若观察者在孔的边缘观察，折射角变大，同样入射角变大，解析：ACD【解析】【分析】【详解】AB.由知识知折射角为，根据折射定律解得则视野角比安装前增大，所以选项A正确，选项B错误；C. 若观察者在孔的边缘观察，折射角变大，同样入射角变大，故可以观察到在中央观察所看不到的位置，所以选项C正确；D.要使视野角接近180，即入射角为，而折射角 不变，则折射率所以选项D正确
22、。故选ACD。14AD【解析】【分析】【详解】A、光子的频率由光源决定，与介质无关，所以光从真空射入光纤，光子的频率不变；故A正确B、光通过此光纤到达小截面的最短距离为L，光在光纤中的传播速度，则光通过此解析：AD【解析】【分析】【详解】A、光子的频率由光源决定，与介质无关，所以光从真空射入光纤，光子的频率不变；故A正确B、光通过此光纤到达小截面的最短距离为L，光在光纤中的传播速度，则光通过此光纤到达小截面的最短时间为；故B错误C、通过光纤侧面全反射后再从上方截面射出的光束与垂直射出上方截面的光束不平行；故C错误D、设临界角为C，则到达光纤侧面光线入射角等于，当，即有，则光在第一次到达光纤侧面
23、时发生全反射，不会从光纤侧面射出；故D正确故选AD【点睛】解决本题的关键是掌握全反射现象的条件和临界角公式，结合几何知识进行分析要注意光的频率与介质无关，而光速与介质有关15AD【解析】七色光中白光中红光的折射率最小；紫光的折射率最大；故经玻璃球折射后红光的折射角较大；由玻璃球出来后将形成光带，而两端分别是红光和紫光；根据光路图可知说明M、Q点为紫光；N、P点为红光解析：AD【解析】七色光中白光中红光的折射率最小；紫光的折射率最大；故经玻璃球折射后红光的折射角较大；由玻璃球出来后将形成光带，而两端分别是红光和紫光；根据光路图可知说明M、Q点为紫光；N、P点为红光；故选AD点睛：本题考查折射定律
24、的应用，只需明确一个点的入射角和折射角即可以明确两光线的光路图，从而确定各点的颜色16BD【解析】【分析】【详解】当入射光线垂直射入时，入射光线没有发生偏折，由于棱镜材料的折射率n=，所以由折射定律可得临界角C等于45。当光线射到ab面时，入射角等于60，所以发生光解析：BD【解析】【分析】【详解】当入射光线垂直射入时，入射光线没有发生偏折，由于棱镜材料的折射率n=，所以由折射定律可得临界角C等于45。当光线射到ab面时，入射角等于60，所以发生光的全反射，当反射光线射到另一直角边ac时，由几何关系可得，入射角等于30，因此既发生了折射也发生反射，由折射定律得折射角等于60，正好平行于棱镜的底
25、边。而反射光线对应的反射角是30，导致光线到达bc面时垂直bc面，所以会垂直射出。如图所示综上分析可知BD正确，AC错误。故选BD。17BD【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点的光束不平行，故AC错误；BD由几何知识得，光线在面上入射角为，折射角为，则折射
26、率为光从空气进入棱镜，频率不变，波速变小，故BD正确。故选BD。18AD【解析】【分析】【详解】A.玻璃砖的临界角为解得C=45所以减小AOB，光线可能在BC面发生全反射，故A正确；D.由折射定律可得OOD=45，则OO=OD=，解析：AD【解析】【分析】【详解】A.玻璃砖的临界角为解得C=45所以减小AOB，光线可能在BC面发生全反射，故A正确；D.由折射定律可得OOD=45，则OO=OD=，ODE=120在ODE中，由正弦定理可得又代入数据可得OED=30，由折射定律可得FEG=45，所以光线EF相对于光线AO偏折了15，故D正确；BC.BC、BC间距越大，从右半圆圆弧出射光线的入射角就越
27、大，可能超过临界角，所以BC、BC间距大小与光线能否从右半圆形玻璃右侧射出有关，且当入射角小于45时均可从右侧面射出，故BC错误。故选BC。19ABC【解析】【详解】A.将全反射棱镜如图放置，可满足要求，选项A正确；B. 将全反射棱镜如图放置，可满足要求，选项B正确；C. 将全反射棱镜如图放置，可满足要求，选项C正确；D.解析：ABC【解析】【详解】A.将全反射棱镜如图放置，可满足要求，选项A正确；B. 将全反射棱镜如图放置，可满足要求，选项B正确；C. 将全反射棱镜如图放置，可满足要求，选项C正确；D. 全反射棱镜对光路有两种控制作用：将光的传播方向改变90，或是改变180，而没有会聚光线的作用，选项D选项错误。20B【解析】【分析】【详解】如图所示因E点为OA的中点，所以入射角3075临界角C180245OB面恰好发生全反射，则sin C 解得解析：B【解析】【分析】【详解】如图所示因E点为OA的中点，所以入射角3075临界角C180245OB面恰好发生全反射，则sin C 解得n 故选B
