粤教版高中物理选择性必修第一册课后习题第4章 光及其应用 分层作业20 光的全反射与光纤技术.docVIP

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分层作业20光的全反射与光纤技术

A组必备知识基础练

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

2.如图所示的等腰直角三角形表示三棱镜.光线垂直于一个面入射,在底面上发生全反射,由此看出棱镜的折射率不可能是()

A.1.7 B.1.8

C.1.5 D.1.36

3.如图所示,一束单色光从真空斜射向某种介质的表面,入射角i=45°,折射角γ=30°,则()

A.此介质的折射率等于1.5

B.此介质的折射率等于1

C.i大于45°时会发生全反射现象

D.此介质全反射的临界角为45°

4.以下关于光导纤维的说法正确的是()

A.纤芯的折射率比包层小,光传播时在纤芯与包层的界面上发生全反射

B.纤芯的折射率比包层大,光传播时在纤芯与包层的界面上发生全反射

C.纤芯的折射率比包层小,光传播时在纤芯与包层的界面上发生折射

D.纤芯的折射率与包层相同

5.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.在同种玻璃中,a光的速度大于b光的速度

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

6.如图所示为照相机取景器的示意图,ABCDE为五棱镜的一个截面,AB⊥BC.光线垂直AB射入,分别在CD和EA上发生反射,且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多少?(计算结果可用三角函数表示)

7.如图所示,一半径为R,高度也为R的圆柱形均匀透明体的底面中心处有一点光源S,在圆柱体的上表面有一点M,M离上表面中心O的距离d=33

(1)求透明体的折射率n;

(2)从透明体上表面观察,若要看不到光源,可用不透明的黑纸覆盖上表面,求黑纸的最小面积Smin.

B组关键能力提升练

8.(广东佛山高二统考期末)物理学家丁达尔做了“水流导光”的实验.某学习小组进行类似的实验研究,透明塑料瓶装满水,在其侧面开一小孔,打开瓶盖后,水从小孔流出形成弯曲不散开的水流,用细激光束透过塑料瓶水平射向该小孔,将看到光沿弯曲水流传播的现象,对此下列说法正确的是()

A.这是一种光的折射现象

B.这是一种光的全反射现象

C.这是一种光的衍射现象

D.该实验证明了光在均匀介质中可以不沿直线传播

9.(广东深圳高二统考期中)如图所示,一束单色光从介质1射向介质2,发生折射,MN为两介质的界面,OP为法线,下列说法错误的是()

A.相对于介质1,介质2为光密介质

B.单色光在介质1中的传播速度大于在介质2中的传播速度

C.增大入射角θ,折射角β会随着增大

D.减小入射角θ,折射角β先消失,光线会在介质1中发生全反射

10.一条长直光导纤维的长度l=30km,纤芯的折射率n=1.6,在纤芯与包层的分界面发生全反射的临界角C=60°,一细光束从左端面中点射入纤芯,真空中光速c=3.0×108m/s,sin37°=0.6,cos37°=0.8,问:

(1)为使射入的光在纤芯与包层的界面恰好发生全反射,光在左端面的入射角θ为多少?

(2)若从左端射入的光能够不损失地传送到右端,则光在光导纤维内传输的时间最长为多少?

答案：

1.C解析全反射发生的条件是光从光密介质射向光疏介质和入射角大于等于临界角,二者缺一不可,故选项B、D错误,C正确;发生全反射时,折射光线全部消失,只剩下反射光线,选项A错误.

2.D解析光线射向底边的入射角为45°,因为发生全反射,所以临界角要小于或等于45°,故n≥2,D不可能.

3.D解析已知入射角i=45°,折射角γ=30°,则此介质的折射率为n=sinisinγ=sin45

4.B解析全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质,入射角大于等于临界角,所以纤芯的折射率大于包层的折射率,光传播时在纤芯和包层的界面上发生全反射,故B正确,A、C、D错误.

5.C解析由图可知a光在玻璃中的折射角较小,则n=sinisinr,可知,a光的折射率较大,则a光的频率大于b光的频率,选项A错误;根据n=cv,可知,在同种玻璃中,a光的速度小于b光的速度,选项B错误;因光被反射再次射到玻璃上表面时的入射角等于射入玻璃中时的折射角,可知光从玻璃中射出时的折射角等于射入时的入射角,则