【文档说明】2021-2022学年新教材物理人教版选择性必修第一册训练：第4章2全反射含解析.docx，共(9)页，306.479 KB，由envi的店铺上传

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第四章2A组·基础达标1．(2020年北京检测)如图所示，一束光从介质a斜射向介质b，在两种介质的分界面上发生了全反射，下列判断正确的是()A．光的入射角必须等于临界角B．光的入射角必须小于临界角C．a是光疏介质，b是光密介质D．

b是光疏介质，a是光密介质【答案】D【解析】对照全反射的条件知，光的入射角必须大于或等于临界角，故A、B错误；光从介质a射向介质b，在a、b介质的分界面上发生了全反射，则a是光密介质，b是光疏介质，故C错误，D正确．2．a、b两种单色光组成的光束从空气进入

介质时，其折射光束如图所示．则关于a、b两束光，下列说法正确的是()A．介质对a光的折射率小于b光B．a光在介质中的速度小于b光C．a光在真空中的波长小于b光D．光从介质射向空气时，a光的临界角小于b光【答案】A

【解析】根据折射率的定义n＝sinisinr，得知入射角相等，a光的折射角较大，则a光的折射率较小，A正确；由公式v＝cn分析可知，a光在介质中的速度较大，B错误；光的折射率越大，其频率越大，波长越短，因此a光在真空中的波长更长，C错误；根据临界角公式sinC＝1n分析可知，a光的折射率小

，临界角大，D错误．3．如图所示，一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC，∠A为直角．此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射．该棱镜材料的折射率为()A．62B．2C．32D．3【答案】A【解析】在AB面上，设入射角为

i，i＝45°，折射角为θ，则n＝sinisinθ①，在AC面上，由几何知识可知，此时入射角i′＝90°－θ②，则n＝1sini′③，由①②③解得n＝62，故A正确．4．(多选)(2020年扶余联考)一束光从空气射向折射率n＝2的某种玻璃的表面，如

图所示，i代表入射角，则()A．当i>45°时会发生全反射现象B．无论入射角i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i＝arctan2时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直【答案】BCD【解析】因为光是从空气进入玻璃，所以不可能发生全反射

，A错误；当入射角是90°时，折射角最大，根据n＝sin90°sinr，则折射角最大值为r＝45°，所以无论入射角i是多大，折射角r都不会超过45°，B正确；当折射角r＝30°，由n＝sinisin30°＝2，解得i＝45°，C正确；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r，有i＋r＝90°，n＝sinisinr＝sinisin(90°－i)＝tani，所以i＝arctan2，D正确．5．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()A．3，不能发生全反射B．3，能发生全反射C．233，不能发生全反射D．233，能发生全反射【答案】A【解析】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n＝sinisinr＝sin60°sin30°＝3，光线在M点的入射角为i′＝30°，sini′＝0.5，临界角的正弦为sinC＝1n＝33>sini′，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，B、C、D错误．6．如图是一个14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ON，ON边可吸收其上的所有光线．已知该棱镜的折射率n＝53，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G1H1︵射出D．能从圆弧H1M︵射出【答案】B【解析】由折射率n＝53知该棱镜的全反射临界角为C＝37°(sinC＝35)，刚好从G点入射的光线垂直进

入棱镜后，在G1点恰好发生全反射，则G1M︵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．故B正确，A、C、D错误．7．(2020年福建检测)为了表演“隐形的大头针”节目，某同学在半径为r的圆形软木片中心垂直插入一枚

大头针，并将其放入盛有水的碗中，如图所示．已知水的折射率为43，为了保证表演成功(即在水面上看不到大头针)，大头针末端离水面的最大距离h为()A．73rB．43rC．34rD．377r【答案】A【解析】只要从大头针末端发出的

光线射到圆形软木片边缘界面处能够发生全反射，就从水面上看不到大头针，如图所示，根据几何关系有sinC＝rr2＋h2＝1n＝34，所以h＝73r，故A正确，B、C、D错误．8．(2020年温州联考)如图所示，一足够大的水池内盛有

某种透明液体，液体的深度为H，在水池的底部放一点光源S，其中一条光线以θ1＝30°入射角射到液体与空气的界面上，以折射角θ2＝45°发生折射．则()A．液体的折射率为22B．从液体到空气，光的波长变短C．液体表面亮斑的面积为πH23D．光线从液

体到空气发生全反射时的临界角为45°【答案】D【解析】液体的折射率为n＝sinθ2sinθ1＝sin45°sin30°＝2，A错误；从液体到空气，频率和周期不变，波速变大，则由λ＝vf可知，光波波长变长，B错误；根据sinC＝1n＝22，则C＝45°，即光线从液体到空气发生全反

射时的临界角为45°，则液体表面亮斑的面积为S＝πr2＝π(Htan45°)2＝πH2，C错误，D正确．9．(2020年北京联考)如图所示，AB为空气与某种介质的界面，直线MN垂直于界面AB，光由空气射入折射率n＝2的这种介质．已知光在空气

中的传播速度约为3×108m/s.求：(1)当入射角i＝45°时，折射角r；(2)光在这种介质中的传播速度大小v；(3)若光由这种介质射向空气，发生全反射的临界角的正弦值．【答案】(1)30°(2)322×108m/s(3)22【解析】(1)由

折射定律n＝sinisinr得sinr＝sinin＝sin45°2＝12，代入数据，解得折射角为r＝30°.(2)光在这种介质中的传播速度v＝cn＝3.0×1082m/s＝322×108m/s.(3)根据全反射的临界角公式sinC＝1n＝22.10．(2020年潍坊模拟)如图所示，截面为直角三

角形的玻璃砖，∠B＝90°，∠C＝30°，玻璃砖的折射率n＝2，一束平行于底边BC的单色光从AB边上的中点M射入此玻璃砖．求：(1)请计算判断光束第一次到达AC时能否从AC边射出；(2)第一次从BC边射出时的折射角．【答案】(1)不能(2)

45°【解析】(1)光路图如图所示．光线进入玻璃砖后，达到AC边时，入射角为60°，由临界角公式得sinC＝1n，得C＝45°，由于入射角60°大于临界角45°，发生全反射，故第一次到达AC时不能从AC边射出．(2)当光线第一次到达BC边

时，入射角为30°，由折射定律n＝sinrsin30°，得r＝45°.B组·能力提升11．(2020年泰安联考)如图所示，一块上、下表面平行的玻璃砖的厚度为L，玻璃砖的折射率n＝3，若光从上表面AB射入的入射角i＝60°，光在真空中的光速为c，则()A

．折射角r＝30°B．光在玻璃中传播的时间为23L3cC．光在玻璃中传播的时间为2L3cD．改变入射角i，光在下表面CD可能发生全反射【答案】A【解析】由n＝sinisinr得sinr＝sinin＝sin60°3＝0.

5，得r＝30°，故A正确；光在玻璃中传播的速度为v＝cn，由几何知识可知光在玻璃中传播的路程为s＝Lcosr，则光在玻璃中传播的时间为t＝sv＝nLc·cosr＝3Lc·cos30°＝2Lc，故B、C错误；由于光在CD面上的入射角等于光在AB面上的折射角，根据光路

可逆性原理得知光一定能从CD面射出，不可能在下表面CD发生全发射，故D错误．12．(多选)(2021届浙江模拟)如图所示，真空中一半径为R、质量分布均匀的玻璃球，频率一定的细激光束在真空中沿直线AB传播，于玻璃球表面的B点经折射进入玻璃球，并在玻璃表

面的D点又发生折射进入真空中，已知∠BOD＝120°，玻璃球对该激光束的折射率为3，光在真空中的传播速度为c.则下列说法正确的是()A．激光束在B点的入射角为60°B．激光束在玻璃球中穿越的时间为2RcC．改变入射角，光线在射出玻璃球的表面时会发生全反射D．改变入射角，光线在射出玻璃

球的表面时不可能发生全反射【答案】AD【解析】由几何知识得激光束在在B点折射角r＝30°，由折射定律n＝sinαsinr代入数据解得sinα＝32，即α＝60°，故A正确；由几何知识得激光束在玻璃球中穿越的距离为L＝BD＝2Rsin60°＝3R，激光束在玻璃球中传播的速度为v＝cn＝

33c，则此激光束在玻璃中穿越的时间为t＝Lv＝3Rc，故B错误；激光束从B点进入玻璃球时，无论怎样改变入射角，在D点的入射角等于B点的折射角，根据光路可知性原理得知，光束不可能在D点发生全反射，一定能从D点折射出玻璃

球，故C错误，D正确．13．(2021届南通质量监测)如图甲所示，真空中均匀透明介质半球体的半径为R，O为球心，一细光束从A点垂直底面射向球面，在球面上的入射角为30°，当光从球面上B点折射进入真空时的传播方向相对于原光线偏转了30°.已知真空中的光

速为c.(1)求介质球的折射率n；(2)求光从A点沿直线传播到B点的时间t；(3)如图乙，当一束平行光垂直底面射向球面时，所有的光线都能从球面折射进入真空，求平行光束的最大宽度a.【答案】(1)n＝3(2)t＝3R2c(3)a＝23R3【解析

】(1)由题意可知，折射角为60°，根据折射定律有n＝sin60°sin30°＝3.(2)运动的时间t＝ABv，AB＝Rcos30°，v＝cn，联立解得t＝3R2c.(3)设临界角为C，则sinC＝1n，当边缘光线

的入射角等于临界角时，光束的宽度最大，有RsinC＝a2，联立解得a＝23R3.14．(2021届唐山模拟)如图所示，某种玻璃制成的三棱镜ABC，其中∠A＝45°、∠B＝60°，AB长度为30cm.今有一束单色

光从距离B点5cm处的P点垂直BC边入射，从AC边上的M点出射，出射方向与AC夹角为60°，已知光在真空中的传播速度c＝3.0×108m/s(不考虑光的多次反射，sin15°＝0.25，cos15°＝0.96)．求：(1)该玻璃的折射率；(2)光从P点射到M点所用的时间．【答案】(1)1.92(2

)7.96×10－10s【解析】(1)光从BC射入，从AC射出，则在AB边发生全反射，由于不考虑光的多次反射，则光线在玻璃中的光路图如图所示．设光在AB边N点发生全反射，由几何关系可得，在AB边反射的入射角和出射角为∠1＝∠2

＝90°－30°＝60°，由几何关系可得，∠AMN＝180°－∠A－(90°－∠2)＝105°，光在AC边M点出射，∠3＝∠AMN－90°＝15°，∠4＝90°－60°＝30°，玻璃的折射率为n＝sin∠4sin∠3＝sin30°

sin15°＝2cos15°≈1.92；(2)光从P点入射N点，由几何关系计算可得BN＝BPcos60°＝10cm，PN＝BPtan60°＝53cm≈8.66cm，在三角形△AMN中由正弦定理可得NMsin45°＝ANsin∠AMN，则NM＝ANsin45°sin∠AMN＝(30cm－10cm)s

in45°sin105°≈14.73cm，则光在玻璃中从P点入射到M点出射通过的距离为s＝PN＋MN＝23.39cm，所以光从P点到M点所用的时间t＝sc＝7.96×10－10s.获得更多资源请扫码加入享学资源网微信公众号www.xiangxue100

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