山东专用2024年高考物理一轮复习专题十五光学电磁波与相对论初步_应用集训含解析.docxVIP

PAGE

PAGE7

专题十五光学、电磁波与相对论初步

应用篇

【应用集训】

应用全反射应用——光导纤维

1.(2024浙江新昌中学月考,7)光导纤维由很细的内芯和外套两层组成,内芯的折射率比外套大,光传播时在内芯和外套的界面发生全反射,如图所示。为了探讨简洁,现设外套为空气,内芯的折射率为n,一束光线由空气射入内芯,在内芯与空气的界面恰好发生全反射。若光速为c,则光线通过长度为L的光导纤维所用的时间为 ()

A.LcB.

C.n2Lc

答案C

2.(2024四川树德中学高三月考,14)光纤在转弯的地方不能弯曲太大。如图为模拟光纤通信,将直径为d的圆柱形玻璃棒弯成34圆环,已知玻璃的折射率为2,光在真空中的速度为c,要使从A端垂直入射的光线能全部从B端射出。求

①圆环内径R的最小值;

②在①问的状况下,从A端最下方入射的光线,到达B端所用的时间。

答案①(2+1)d②6

[老师专用题组]

【应用集训】

1.(多选)下列说法正确的是 ()

A.因为水的密度大于酒精的密度,所以水是光密介质

B.因为水的折射率小于酒精的折射率,所以水对酒精来说是光疏介质

C.同一束光,在光密介质中的传播速度较大

D.同一束光,在光密介质中的传播速度较小

答案BD因为水的折射率小于酒精的折射率,所以水对酒精来说是光疏介质,A错误,B正确;由v=cn可知,同一束光在光密介质中的传播速度较小,故C错误,D

2.(2024北京理工高校附中模拟)如图甲所示,夏天,在安静无风的海面上,向远方望去,有时能看到山峰、船舶、楼台、亭阁、集市、庙宇等出现在远方的空中。古人不明白产生这种景象的缘由,对它作了不科学的说明,认为是海中蛟龙(即蜃)吐出的气结成的,因而叫作“空中楼阁”,也叫蜃景。如图乙所示,沙漠里有时也会看到远处的水源、仙人掌近在咫尺,可望而不行即,这也是“蜃景”。下列有关蜃景的说法中错误的是 ()

A.海面上层空气的折射率比下层空气的折射率要小

B.沙面上层空气的折射率比下层空气的折射率要小

C.A是蜃景,B是景物

D.C是蜃景,D是景物

答案B海面上,下层空气的温度比上层低,则下层空气的密度比上层要大,故下层空气的折射率比上层空气的折射率要大,A正确;太阳照到沙面上,接近沙面的热空气层比上层空气的密度小,折射率也小,即上层空气的折射率大,B错误;远处物体反射的光在海面空气层中不断折射,甚至发生全反射,人们逆着光线看去就看到远处物体的虚像,故A是蜃景,B是景物,C正确;同理可知,C是蜃景,D是景物,D正确。

3.从两只手电筒射出的光,当它们照耀到同一点时看不到干涉条纹,是因为 ()

A.手电筒射出的光不是单色光

B.四周环境的漫反射光太强

C.干涉图样太细小看不清晰

D.两个光源是非相干光源

答案D两只手电筒是两个各自独立发光的光源,二者发出的光频率不肯定相同,是非相干光,因此它们照耀到同一点时不发生干涉,无干涉条纹,A、B、C错误,D正确。

4.(2024山东济南中学模拟)两个偏振片紧靠在一起,将它们放在一盏灯的前面调整至没有光通过。假如将其中的一片旋转180°,在旋转过程中,将会产生下述的哪一种现象 ()

A.通过偏振片的光强先增加,然后又削减到零

B.通过偏振片的光强先增加,然后削减到非零的最小值

C.通过偏振片的光强在整个过程中都增加

D.通过偏振片的光强先增加,再减弱,然后又增加

答案A两偏振片的透振方向垂直时,没有光通过;透振方向平行时,通过的光强度达到最大。将其中一个偏振片转动180°的过程中,两偏振片的透振方向由垂直到平行再到垂直,所以通过的光先增加,然后又减小到零。故A正确。

【学问链接】起偏振器与检偏振器

自然光通过偏振片后,变为偏振光,前面的偏振片称为起偏振器,后面的偏振片称为检偏振器,偏振光的振动方向与偏振片的透振方向是否一样影响着透射光的强度,当两者平行时,透射光光强最大,当两者垂直时,透射光的光强为零。

5.(2024山东临沂模拟)如图所示是一种利用光纤温度传感器测量温度的装置,一束偏振光射入光纤,由于温度的改变,光纤的长度、芯径、折射率发生改变,从而使偏振光的振动方向发生改变,光接收器接收的光强度就会改变。设起偏振器和检偏振器透振方向相同,关于这种温度计的工作原理,正确的说法是 ()

A.到达检偏振器的光的振动方向改变越小,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度改变越大

B.到达检偏振器的光的振动方向改变越大,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度改变越大

C.到达检偏振器的光的振动方向改变越小,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度改变越小

D.到达检偏振器的光的振动方向改