《全反射》单元测试题含答案(2)
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《全反射》单元测试题含答案(2)一、全反射选择题1.如图所示为投影仪的镜头,是一个半球形的玻璃体。
光源产生的单色平行光投射到玻璃体的平面上,经半球形镜头折射后在光屏MN上形成一个圆形光斑。
已知镜头半径为R,光屏MN到球心O的距离为d(d>3R),玻璃对该单色光的折射率为n(n>1.5),则()A.平行光从玻璃体左侧平面入射时没有反射B.进入玻璃体的光线可能在右侧球面发生全反射C.光屏上被照亮的圆形半径为21d n nR--D.若继续增大d,则光屏上的光斑可能先减小后增大2.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 sinCC.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3.很多公园的水池底都装有彩灯,当一细束由红、蓝两色组成的灯光从水中斜射向空气时,关于光在水面可能发生的反射和折射现象,下列光路图中正确的是 ( )A.B.C.D.4.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,在光带完全消失之前,下列说法正确的有()A.c光逐渐变暗B.ab光带逐渐变亮C.a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5.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2B.光线从B传播到D的时间为3R cC.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AB6.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 光的折射率为22C .b 光在玻璃中的传播速度比 a 光大D .b 光在玻璃中发生全反射的临界角比a 光小7.如图所示,EOFGC 为某种透明介质的截面图,EC 是半径为R 的四分之一圆弧,OFGC 是一个正方形AB 为足够大的水平屏幕并紧贴介质的底面,由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O ,该介质对红光和紫光的折射率分别为1223,23n n ==,设光在真空中的速度为c ,则A .红光在介质中的传播速度为2红=v c B .随着角度α逐渐变大的过程中,紫光和红光依次发生全反射C .当53α︒=时,光在屏幕AF 上出现了两个亮斑,则这两个亮斑之间的距离为3914-R D .红光在玻璃中的频率比空气中的频率大8.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9.如图为一玻璃球过球心的横截面,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30ABM ∠=︒,则( )A .光在玻璃球中的传播速度32v c =,c 为光速 B .发生全反射时的临界角60C =︒ C .球心到BN 的距离为3d 3R = D .球心到BN 的距离为3d R =10.如图所示,足够长的平行玻璃砖厚度为d ,底面镀有反光膜CD ,反光膜厚度不计,一束光线以45°的入射角由A 点入射,经底面反光膜反射后,从顶面B 点射出(B 点图中未画出).已知该光线在玻璃砖中的传播速度为22c ,c 为光在真空中的传播速度,则( )A .平行玻璃砖的折射率为2B .入射点A 与出射点B 之间的距离为23dC .平行玻璃砖的全反射临界角为30°D .为了使从A 点以各种角度入射的光线都能从顶面射出,则底面反光膜CD 长度至少2d 11.如图所示,空气中有一折射率为2的玻璃柱体,其横截面是圆心角为90︒、半径为R 的扇形OAB ,一束光平行于横截面,以入射角θ照射到OA 上,OB 不透光.只考虑首次入射到圆弧AB 上的光A .若45θ=︒,则AB 面上最大的入射角为45︒ B .若45θ=︒,则AB 面上最大的入射角大于45︒C.若增大θ,则AB上有光透出部分的强长不变D.若增大θ,则AB上有光透出部分的弧长变长12.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θ,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L cC.从上方截面射出的光束一定是平行光D.若满足1sinnθ>,则光在第一次到达光纤侧面时不会从光纤侧面射出13.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B3C.光在F点发生全反射D.光从空气进入棱镜,波速变小14.如图所示为一玻璃工件的截面图,上半部ABC为等腰直角三角形,∠A =90°,下半部是半径为R的半圆,O是圆心,P、Q是半圆弧BDC上的两个点,AD和BC垂直相交于O 点。
现有一束平行于AD方向的平行光射到AB面上,从A点射入玻璃的光射到P点,已知圆弧BQ与QD的长度相等,圆弧CP长度是DP长度的2倍,光在真空中传播的速度为C,若只考虑光从AB界面一次折射到圆弧界面,则A .此玻璃工件的折射率为2B .射到Q 点的光一定发生全反射C .能从圆弧界面射出的圆弧长度为3Rπ D .射到圆弧界面的最长时间为2sin15RC ︒15.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16.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 2B.光从AA'C'C面出射的区域占该侧面总面积的2 3C.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17.如图为边长为L的正三角形ABC是某玻璃砖的截面图,一束光线从AB边中点D射入玻璃砖内,折射光线恰好和底边BC平行,玻璃砖对该束光的折射率为3,真空中光速为c.A.光线射入玻璃砖后,光线的频率变小B.该光线的入射角为60︒C.从D点射入玻璃砖的光束,在玻璃砖中不经过反射传播的最短路程为3 LD.从D点射入玻璃砖的光束,在玻璃砖中不经过反射传播的最长时间为3 2 L c18.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1'、2'、3'、4'下图4种情况中,哪些是可能实现的()A.B.C.D.19.频率不同的两束单色光1和2 以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后,其光路如右图所示,下列说法正确的是( )A.单色光1的波长小于单色光2的波长B.在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2 的传播速度C.单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间D.单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角20.如图所示为某透明均质圆柱形玻璃截面图,其中MN为过圆心O的水平直线。
现有两单色细光束a、b相对MN两侧对称,且平行MN照射玻璃柱体,经玻璃折射后两束光相交于P点,部分光路如图所示。
a、b两束光相比A.玻璃对a光的折射率小B.在玻璃中a光的传播速度小C.在玻璃中a光的传播时间短D.a、b光在P点都不能发生全反射【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】【详解】A.平行光从玻璃体左侧平面垂直入射,有反射也有折射,入射角为零,折射角、反射角也为零,故A 错误; BC.如图所示:假设光线入射到D 点时恰好发生全反射,则有: 根据几何 解析:BC 【解析】 【详解】A.平行光从玻璃体左侧平面垂直入射,有反射也有折射,入射角为零,折射角、反射角也为零,故A 错误; BC.如图所示:假设光线入射到D 点时恰好发生全反射,则有:1sinC n=根据几何关系有:2cos 1ROF Cn ==-又因为:rO FtanC '=,O F d OF '=- 联立解得:21r n nR =-故BC 正确;D.如图所示,继续增大d ,则光屏上的光斑会增大,故D 错误。
2.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1sinC n=得 1sin n C=故B 正确。
A .光在介质中传播速度cv 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。