全反射 一、选择题（共 15 题） 1．在人类历史的进程中，物理学的发展促进了科学技术的不断进步，推动了人类文明的发展。下列物理 学中的观点，正确的是（　　） A．物体做受迫振动时如果增大驱动力的频率，则物体做受迫振动的振幅会增大 B．在干涉图样中，振动加强区域的质点的位移不一定大于振动减弱区域质点的位移 C．光导纤维有很多的用途，它由内芯和外套两层组成，外套的折射率比内芯要大 D．当波源远离接收者时，观察者接收到的波的频率比波源频率高 2．如图所示为单反照相机取景器的示意图，五边形 ABCDE 为五棱镜的一个截面，AB⊥BC。光线垂直 AB 射入，且只在 CD 和 EA 上各发生一次反射， 两次反射的入射角相等，最后光线垂直 BC 射出。若两次 反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是（计算结果可用三角函数表示）（　　） A． n  1 sin 22.5� B． n  1 sin 45� C． n  1 cos 22.5� D． n  1 cos 45� 3．某玻璃三棱镜的截面如图所示， AB 边沿竖直方向， �BAC  60� �B  45� ， 。已知玻璃的折射率为 3 当一束水平单色光照射在三棱镜 AB 边上时，光在 AC 边上的折射角为（不考虑光在玻璃中的多次反射） 。 A． 30� B． 45� C． 60� D． 75� 4．下列四幅插图中主要原理涉及到光的全反射的是（　　） 水中明亮的气泡 A． 彩色的肥皂膜 B． 光经过大头针尖时的照片 D． C． 电影院中的 3D 电影 5．在温度 t  20 ℃时，波长   598.3 nm 的单色光在几种介质中的折射率如下表所示，根据表中数据结合 所学知识，下列判断正确的是（　　） 介质 折射率 介质 折射率 空气 1.00028 水 1.33 玻璃 1.65 水晶 1.55 A．该单色光在玻璃中的速度大于在水中的速度 B．该单色光在水中比在空气中更容易发生衍射 C．该单色光从玻璃射入水中可能会发生全反射 D．水晶对其他波长的单色光的折射率也都是 1.55 6．如图所示，一截面为折射率为 n=1.5 直角三角形的玻璃砖， �C  30�，一细激光束自 AB 中点 D 垂直 AB 射入玻璃砖，在 sin  为（　　） AC 面全反射。光线第一次射到 BC 边时，自 BC 边折射出的光线与 BC  边夹角为 ，则 3 A． 8 2 B． 2 7 C． 4 3 D． 2 7．如图所示的平面内，光束 a 经圆心 O 射入半圆形玻璃砖，出射光为 b、c 两束单色光。下列说法正确的 是（　　） A．在真空中光束 b 的波长小于光束 c 的波长 B．在玻璃砖中光束 b 的传播速度大于光束 c 的传播速度 C．玻璃砖对光束 b 的折射率小于对光束 c 的折射率 D．b、c 两束单色光由玻璃射入空气时 b 光束发生全反射的临界角更大 8．光纤已经普遍应用到了通信领域，具有可弯曲、传输速度快、信息量大的优点。将一段光纤材料弯曲 成四分之一圆弧，一束激光沿如图所示方向垂直射人材料一端，已知光纤材料的直径为 2cm ，该激光在光 纤材料中的折射率 n  1.5 。若光束从入射端传至另一端的过程中不能沿侧壁射出，则弯曲光纤材料时对应 的最小半径 R 为（　　） A． 2cm B． 4cm C． 6cm D． 8cm 9．图示为半圆柱体玻璃的横截面 OBCD ， OD 为直径。一束复色光沿 AO 方向从真空射入玻璃，光线分别 从 B 、 C 点射出。下列说法正确的是（　　）  B C A．光线的频率 B．光线在玻璃中传播速度 C．光线在玻璃中传播时间 vB  vC tOB  tOC D．增大复色光入射角，光线将会在半圆面上发生全反射 10．如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心 O，经折射后分为两束单色光 a 和 b，下列判断正确 的是（　　） A．玻璃对 a 光的折射率大于对 b 光的折射率 B．不断增大入射角，b 光先发生全反射现象 C．在空气中传播遇到障碍物时，b 光更容易发生衍射 D．a 光在玻璃砖中传播的速度大于 b 光在该玻璃砖中传播的速度 11．如图所示，一束黄光和一束蓝光以同一光路从圆心 O 点斜射入横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光 线分别为 a 和 b。已知入射角 α＝45°，a 光束与玻璃砖间的夹角 β＝60°，真空中光速 c＝3×108m/s。下列说 法正确的是（　　） A．a 光束穿过玻璃柱体所需时间较短 B．a 光束是黄光，b 光束是蓝光 C．玻璃对 a 光的折射率为 3 3 2 �108 D．a 光在该玻璃中传播的速度为 2 m/s E.在相同介质中 a 光比 b 光的临界角小 12．如图所示，a、b 两种单色光形成的细光束射向正三角形玻璃砖，经折射后分为两束单色光 a 和 b，下 列说法正确的是（　　） A．在玻璃砖中，a 光的速度大于 b 光的速度 B．a 光在真空中的波长小于 b 光在真空中的波长 C．两束光以相同的入射角从某介质射入空气，若 a 光恰发生全反射，则 b 光一定能发生全反射 D．通过狭缝时，b 光比 a 光更容易发生明显衍射现象 E.在空气中，a、b 光分别通过同一双缝干涉装置，a 光的相邻亮条纹间距大 13．如图所示，两束单色光 a、b 从水下面射向 A 点，光线经折射后合成一束光 c。则下列说法正确的是（ ） A．用同一双缝干涉实验装置分别以 a、b 光做实验，a 光的干涉条纹间距大于 b 光的干涉条纹间距 B．a 光在水中的传播速度比 b 光慢 C．用 a、b 光分别做双缝干涉时它们的干涉条纹宽度都是不均匀的 D．在水中 a 光的临界角大于 b 光的临界角 E.若 a 光与 b 光以相同入射角从水射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是 b 光 14．对于下列四幅图，以下说法正确的是（　　） A．图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中 a 光束在水珠中传播的速度一定小于 b 光束在水珠 中传播的速度 B．图乙是一束单色光进入足够长的平行玻璃砖后传播的示意图，无论入射角 i 增大到多少，都一定有光线 从 bb′面射出 C．图丙中的 M、N 是偏振片，P 是光屏，当 M 固定不动缓慢转动 N 时，光屏 P 上的光亮度将明、暗交替 变化，此现象表明光是横波 D．图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处 是凸起的 15．如图所示，半圆形进明介质的折射率 n  2 ，半径为 R，O 为圆心，AB 为直径，P 为 AO 的中点。点光 源可以紧贴直径自左向在移动，只考虑从光源直接发出射到半圆弧上的光线，下列说法正确的是（　　） A．当光源位于 A 的位置，半圆弧的 2 3 部分有光线射出 1 B．当光源位于 A 的位置，半圆弧的 3 部分有光线射出 1 C．当光源位于 P 的位置，半圆弧的 2 部分有光线射出 D．当光源位于 P 与 O 之间的位置，整个半圆弧均有光线射出 二、非选择题 6 16．某材料表面形状如图所示，一束光与第 1 个表面成 45°角入射，已知该材料对该光的折射率为 2 。光 线在第 1 个表面的折射角正弦值为_______；这束光最远能传播到第_______个表面。（选填“2” “3”“4” “5”） 17．光纤通信技术是利用光导纤维传输信号，以实现信息传递的一种通信方式，某种光纤内部分为三层： 中心高折射率玻璃芯，中层低折射率硅玻璃包层，外层是加强用的树脂涂层，当光从空气由光纤的端口进 入内芯后，光的传播速度_________（选填“变大”“变小”或“不变”），若该种光纤的内芯在空气中发生全反 射的临界角为 45�，则内芯的折射率为___________（结果可用根号表示）。 18．为了增加夜间行车的安全性，很多人在电动车和自行车上贴上了“反光贴”。图甲所示的反光贴在保护 层下面是全棱镜反射层（见图乙），它由很多微小的等腰直角棱镜组成。 如图丙所示，当光线 1 垂直直角棱镜的斜边入射时，在棱镜的两个直角边发生全反射，临界角__________ （填“大于”或“小于”）45°，射出棱镜的出射光线与光线 1 平行：当光线 2 沿图示方向入射时，出射光线___ _______（填“能”或“不能”）与光线 2 平行射出棱镜。 19．如图所示，两束单色光 a 、 b 从水下面射向 A 点，光线经折射后合成一束光 c ，用同一双缝干涉实验 装置分别以 a 、 b 光做实验， a 光的干涉条纹间距______（填“大于”或“小于”） b 光的干涉条纹间距，若 a 光与 b 光以相同入射角从水射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是______（“ a ”光或“ b ”光）。 20．某四分之一圆柱形透明介质的横截面如图所示，半径为 R，AO 与 NO 的夹角 i=60°，一束光线从 A 点 平行于 NO 射入介质。介质对该光线的折射率 n= 3 ，真空中的光速为 c，不考虑光线的多次反射。 （1）通过计算判断光线是否从 MO 射出透明介质； （2）求光束在介质中传播的时间 t。 21．如图所示，横截面为直角三角形的玻璃砖 ABC。其中∠C=30°，AB 边长为 L。一束单色光从 AB 边的中 点 D 垂直射入玻璃砖，恰好在 AC 面发生全反射，最后从 BC 边上的 F 点（图中未标出）射出玻璃砖。已 知光在真空中的传播速度为 c。 （i）作出光路图并求出光在玻中的传播速度 v； （ii）求单色光在玻璃砖中传播的时间 t。 22．如图所示，半圆柱体的玻璃砖截面的半径 R  20cm ，直径 AB 与光屏 MN 垂直并接触于 A 点。一束激 光 a 从圆弧侧面射向玻璃砖的圆心 O ，当入射光线与竖直直径 AB 之间的夹角为 53�时，在光屏 MN 上出现 两个光斑，且 A 点左侧光斑与 A 点之间的距离为15cm 。已知 sin 37� 0.6 ， cos 37� 0.8 。 （1）求玻璃砖的折射率 n ； （2）若改变激光 a 的入射方向，使激光经过 O 点后在光屏 MN 上只剩一个光斑，求此光斑离 A 点的最远距 离。  23．图甲为顶角 =15°的玻璃砖的截面，该玻璃折射率 n= 2 。一束光经过上表面的 O 点从法线左侧射入， 入射角为 α，光能从玻璃砖下表面射出。 （1）求入射角 α 的最大值； （2）用上述相同材料制成的平行玻璃砖，厚度为 2cm，一束光从上表面某点射入，如图乙所示，保持入 射点不变，在纸面内