2019-2020年高中物理第4章光的折射與全反射第2節(jié)光的全反射第3節(jié)光導(dǎo)纖維及其應(yīng)用自我小測魯科版選修.doc

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2019-2020年高中物理第4章光的折射與全反射第2節(jié)光的全反射第3節(jié)光導(dǎo)纖維及其應(yīng)用自我小測魯科版選修 1．關(guān)于全反射，下列說法中正確的是（　?。? A．發(fā)生全反射時，仍有折射光線，只是折射光線非常弱，因此可以認(rèn)為不存在折射光線而只有反射光線 B．光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時，一定會發(fā)生全反射現(xiàn)象 C．光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時，不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象 D．水或玻璃中的氣泡看起來特別亮，就是因為光從水或玻璃射向氣泡時，在界面發(fā)生全反射 2．如圖所示是兩個城市間的光纜中的一條光導(dǎo)纖維，光纜長為l，它的玻璃芯的折射率為n1，外層材料的折射率為n2，光在真空中的傳播速度為c。光由它的一端射入經(jīng)多次反射后從另一端射出，則關(guān)于n1和n2的大小關(guān)系是（　?。? A．n1＞n2 B．n1＜n2 C．n1＝n2 D．只要n1和n2不相等就可以 3．一束光從空氣射向折射率為n＝的某種玻璃的表面，如圖所示，i代表入射角，則（　　） A．當(dāng)i＞45時，會發(fā)生全反射現(xiàn)象 B．無論入射角i是多大，折射角r都不會超過45 C．欲使折射角r＝30，應(yīng)以i＝45的角入射 D．當(dāng)入射角i＝arctan時，反射光線跟折射光線恰好互相垂直 4．空氣中兩條光線a和b從方框左側(cè)入射，分別從方框下方和上方射出，其框外光線如圖①所示。方框內(nèi)有兩個折射率n＝1.5的玻璃全反射棱鏡。圖②給出了兩棱鏡四種放置方式的示意圖，其中能產(chǎn)生圖①效果的是（　?。? ① ② 5．如圖所示，ABCD是兩面平行的透明玻璃磚，AB面和CD面平行，它們分別是玻璃和空氣的界面，設(shè)為界面M和界面N，光線從界面M射入玻璃磚，再從界面N射出，回到空氣中，如果改變光到達界面M時的入射角，則（　　） A．只要入射角足夠大，光線在界面M上就可能發(fā)生全反射現(xiàn)象 B．只要入射角足夠大，光線在界面N上就可能發(fā)生全反射現(xiàn)象 C．不管入射角多大，光線在界面M上都不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象 D．不管入射角多大，光線在界面N上都不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象 6．△OMN為玻璃等腰三棱鏡的橫截面。a、b兩束可見單色光從空氣垂直射入棱鏡底面MN，在棱鏡側(cè)面OM、ON上反射和折射的情況如圖所示。由此可知（　?。? A．棱鏡內(nèi)a光的傳播速度比b光的小 B．棱鏡內(nèi)a光的傳播速度比b光的大 C．a(chǎn)光的頻率比b光的高 D．a(chǎn)光的波長比b光的長 7．如圖所示，一束平行光從真空射向一塊半圓形的玻璃磚，下列說法不正確的是（　　） A．只有圓心兩側(cè)一定范圍內(nèi)的光線不能通過玻璃磚 B．只有圓心兩側(cè)一定范圍內(nèi)的光線能通過玻璃磚 C．通過圓心的光線將沿直線穿過不發(fā)生偏折 D．圓心兩側(cè)一定范圍外的光線將在曲面發(fā)生全反射 8．一只青蛙，在水深為h＝1.4 m的圓形水井底的正中處，水與井口相平，青蛙能看見水面上的全部景物，該井的直徑至少為多大？（水的折射率為） 9．半徑為R的半圓柱形玻璃，橫截面如圖所示，O為圓心，已知玻璃的折射率為，當(dāng)光由玻璃射向空氣時，發(fā)生全反射的臨界角為45。一束與MN平面成45的平行光束射到玻璃的半圓柱面上，經(jīng)玻璃折射后，有部分光能從MN平面上射出，求能從MN平面上射出的光束的寬度為多少？ 參考答案 1．解析：全反射是當(dāng)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，且入射角大于等于臨界角時發(fā)生的現(xiàn)象，發(fā)生全反射時全部光線均不進入光疏介質(zhì)。 答案：CD 2．解析：由于光從內(nèi)層射向外層時需要發(fā)生全反射，所以n1＞n2，選項A正確。 答案：A 3．解析：由于光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)，所以不會發(fā)生全反射，A項錯，B對；由折射定律計算可知C、D兩項正確。 答案：BCD 4．解析：四個選項產(chǎn)生的光路效果如圖所示： 由上圖可知選項B正確。 答案：B 5．解析：在界面M，光由空氣進入玻璃磚，是由光疏介質(zhì)進入光密介質(zhì)，不管入射角多大，都不發(fā)生全反射現(xiàn)象，則選項C正確；在界面N，光由玻璃進入空氣，是由光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)，但是，由于界面M和界面N平行，光由界面M進入玻璃后再達到界面N，在界面N上的入射角等于在界面M上的折射角，因此入射角總是小于臨界角，因此也不會發(fā)生全反射現(xiàn)象，選項D也正確；綜上可知，選項C、D正確。 答案：CD 6．解析：由題圖可知，a、b兩單色光以相同的入射角分別射向OM、ON兩界面，b光發(fā)生全反射，而a光發(fā)生折射，所以a光的折射率小于b光的折射率，因此a光的波長比b光的波長大，D正確；又v＝，則在棱鏡內(nèi)a光的傳播速度比b光的大，B正確。 答案：BD 7．解析：垂直射向界面的光線不偏折，因而光束沿直線平行射到半圓面上，其中通過圓心的光線將沿直線穿過不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，入射角為零。由中心向外的光線，在半圓面上進入真空時的入射角逐漸增大并趨近于90，折射角一定大于入射角，所以一定會發(fā)生全反射。故正確選項應(yīng)為B、C、D。A項不正確。 答案：A 8．解析：青蛙能看見水面上的全部景物，即要求光的入射角最大達90，據(jù)此，畫一個示意圖，如圖所示，根據(jù)光路的可逆原理，對于90的入射角，光的折射角恰為臨界角C，sin C＝＝。 在△AOB中，sin C＝＝ 解以上兩式得：AO＝＝ m≈1.6 m 井的直徑至少為2AO＝3.2 m，青蛙才能看見水面上的全部景物。 答案：3.2 m 9．解析：進入玻璃中的某條光線垂直半球面，沿半徑方向直達球心位置O，且入射角等于臨界角，恰好在O點發(fā)生全反射。此光線左側(cè)的光線經(jīng)球面折射后，射在MN面上的入射角一定大于臨界角，射到MN面上發(fā)生全反射，不能射出。此光線右側(cè)的光線經(jīng)半球面折射后，射到MN面上的入射角均小于臨界角，能從MN面上射出。最右邊射向半球面的光線與球面相切，入射角i＝90，由折射定律知：sin r＝＝，則r＝45。故最右邊的光線將垂直MN射出。所以在MN面上射出的光束寬度應(yīng)是OE＝Rsin r＝R。 答案：R