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

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第四章　2　

A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＝，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＝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 sin C＝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．　　 B．　　

C．　　 D．

【答案】A　【解析】在AB 面上，设入射角为 i，i＝45°，折射角为 θ，则 n＝　①，

在AC 面上，由几何知识可知，此时入射角 i′＝90°－θ　②，

则n＝　③，

由①②③解得 n＝，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＝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＝arctan 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＝，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＝＝，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＝＝＝tan i，所以 i＝arctan，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．，不能发生全反射

B．，能发生全反射

C．，不能发生全反射

D．，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＝＝＝，光线在 M点的入射角为 i′＝30°，sin i′＝

0.5，临界角的正弦为 sin C＝＝>sin i′，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 O N，O N边可吸收其上的所有光线．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

【答案】B　【解析】由折射率 n＝知该棱镜的全反射临界角为 C＝37°(sin C＝)，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．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，

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．r　　 B．r　　

C．r　　 D．r

【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 sin C＝＝＝，所以 h

＝r，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(　　)

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