4.课时测评13　光的全反射　光导纤维及其应用-【正禾一本通】2025-2026学年高二物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义配套练习（鲁科版）

课时测评13　光的全反射　光导纤维及其应用 (时间：45分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－9题，每题4分，共36分) 1.关于全反射，下列叙述正确的是(　　) A.发生全反射时仍有折射光线，只是折射光线非常弱 B.光从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射现象 C.光从光密介质射向光疏介质时，可能不发生全反射现象 D.光从光疏介质射向光密介质时，可能发生全反射现象 答案：C 解析：发生全反射时折射光线的能量为零，折射光线消失，故A错误；发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角，二者缺一不可，故B、D错误，C正确。 2.某种介质对空气的折射率是，一束光从该介质射向空气，入射角是60°，则下列光路图中正确的是(图中Ⅰ为空气，Ⅱ为介质)(　　) 答案：D 解析：由题意知，光由光密介质射向光疏介质，由sin C＝＝，得C＝45°＜θ1＝60°，故在两介质的界面上会发生全反射，只有反射光线，没有折射光线，故D正确。 3.一束光从某介质进入真空，方向如图所示，则下列判断中正确的是(　　) A.该介质的折射率是 B.该介质的折射率是 C.该介质相对真空发生全反射的临界角是45° D.光线从介质射入真空的过程中，无论怎样改变入射方向都不可能发生全反射现象 答案：B 解析：上面是介质，下面是真空，入射角i＝30°，折射角r＝60°，则折射率n＝＝＝，故A错误，B正确；sin C＝＝＜，则C＜45°，故C错误；发生全反射的条件是光由光密介质进入光疏介质，入射角大于临界角，所以当入射角大于临界角，就会发生全反射现象，故D错误。 4.某同学用红色光从真空对着一正方体透明玻璃砖的AB边，与法线成θ角入射，在玻璃砖内AD边的中点发生全反射，如图所示，下列说法正确的是(　　) A.该光线还会在CD边全反射 B.该光线不会在CD边全反射，出射光线与开始入射的光线平行 C.若θ角度增大到一定程度，则会在AB边全反射 D.若θ角不变，换用折射率大一点的紫色光入射，则在AD边全反射点下移靠近D点 答案：D 解析：如图所示，红色光线从玻璃砖内通过CD边发生折射时，入射角与光线从AB边入射发生折射时的折射角相同，根据光路可逆原理，光线一定会从CD边出射，且折射角为θ，从CD边出射的光线与从AB边入射的光线不平行，故A、B错误；发生全反射的条件之一为从光密介质进入光疏介质，光线从空气经过AB边进入玻璃的过程中不会发生全反射，故C错误；紫光的折射率大于红光的折射率，故紫光的折射光线较红光的折射光线更低，在AD边全反射点更靠近D点，如图，故D正确。故选D。 5.一半径为R的半圆形玻璃砖放置在竖直平面上，其截面如图所示。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 (　　) A. B. C. D. 答案：C 解析：根据题意可知，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，光线恰好在MN圆弧面上发生了全反射，作出光路图，如图所示，根据几何知识得：sin C＝，sin C＝，联立得：n＝，所以选C。 6.(多选)下列关于光导纤维的说法正确的是(　　) A.光导纤维利用了全反射原理 B.光导纤维内芯的折射率大于外套的折射率 C.光导纤维内芯的折射率小于外套的折射率 D.医学上用光导纤维制成内窥镜，用来检查人体胃、肠等脏器的内部 答案：ABD 解析：光导纤维利用了全反射原理，选项A正确；光导纤维内芯的折射率大于外套的折射率，当光线从内芯射入外套时会发生全反射，选项B正确，C错误；医学上用光导纤维制成内窥镜，用来检查人体胃、肠等脏器的内部，选项D正确。故选A、B、D。 7.如图所示，直角三角形ABC为一透明介质制成的三棱镜截面，且∠BAC＝30°，有一束平行光线垂直射向AC面，已知这种介质的折射率n＞2，则(　　) A.可能有光线垂直于AB边射出 B.光线只能从BC边垂直射出 C.光线只能从AC边垂直射出 D.一定既有光线垂直于BC边射出，又有光线垂直于AC边射出 答案：D 解析：因n＞2，而sin C＝，所以sin C＜，即C＜30°，射到AB边的入射角i＝30°，发生了全反射。此光线反射后射到AC边的入射角i＝60°，再次发生全反射而垂直射到BC边上射出。同理，射到AB边上的光线，经两次全反射后垂直AC边射出。 8.如图所示，已知介质Ⅰ为空气，介质Ⅱ的折射率为，则下列说法中正确的是(　　) A.光线a、b都不能发生全反射 B.光线a、b都能发生全反射 C.光线a能发生全反射，光线b不能发生全反射 D.光线a不能发生全反射，光线b能发生全反射 答案：A 解析：根据发生全反射的条件，光从光密介质射向光疏介质，介质Ⅱ对空气Ⅰ来说是光密介质，光线a不能发生全反射，光线b可能发生全反射，临界角为C，有sin C＝＝，则C＝45°。题图中光线b与界面的夹角为60°，而此时的入射角为30°＜45°，故光线b也不能发生全反射，故A正确。 9.(多选)酷热的夏天，在平坦的柏油公路上你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影，但当你靠近“水面”时，它也随着你的靠近而后退。对此现象正确的解释是(　　) A.这一现象是由光的折射和光的反射造成的 B.“水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉 C.太阳辐射到地面，使地表温度升高，附近空气折射率变大，发生全反射 D.太阳辐射到地面，使地表温度升高，附近空气折射率变小，发生全反射 答案：AD 解析：酷热的夏天地面温度高，地表附近空气的密度小，空气的折射率下小上大，远处车、人反射的太阳光斜向下由光密介质射入光疏介质时发生多次折射使入射角逐渐变大，达到临界角时发生全反射。故A、D正确。 10.(12分)如图所示，三棱镜截面中∠B＝30°、∠C＝60°，某种颜色的细光束从AB边的中点D点以某一角度射入三棱镜，折射光线射到BC边上的E点，恰好发生全反射，反射光线垂直射到AC边的F点。已知AB两点间的距离为2d，光在真空中的传播速度为c。求： (1)三棱镜对此单色光的折射率； (2)光线从D到F传播的时间。 答案：(1)　(2) 解析：(1)由几何关系可得∠FEC＝30°，则棱镜材料的临界角为θ＝60° 可得n＝＝。 (2)由几何关系得BD＝DE＝d，EF＝ 且v＝＝c 光线从D到F的传播时间t＝＝。 11.(12分)如图所示，有一足够大的容器内盛有水和色拉油两种物质，其中水的深度为2d，色拉油的深度为d，容器底部有一个单色点光源S，已知水对该光的折射率为n1＝，色拉油对该光的折射率为n2＝，光在真空中的传播速度为c，求： (1)这种光在水中和色拉油中传播的速度大小； (2)在色拉油上表面放一不透明薄膜，以致从光源直接发出的光线不能从色拉油中射出，求薄膜的最小面积。 答案：(1)c　c　(2)π(＋)2d2 解析：(1)光在水中的传播速度v1＝＝c，光在色拉油中的传播速度v2＝＝c。 (2)如图所示，光恰好在色拉油和空气的分界面发生全反射时，光线不能透射出色拉油，sin C＝＝， 在水与色拉油的分界面上，由＝，得sin θ＝， 则不透明薄膜的半径 r＝2dtan θ＋dtan C＝(＋)d； 又因为面积S＝πr2， 联立得S＝π(＋)2d2。 学科网（北京）股份有限公司 $