2019-2020年高中物理 第4章 光的波动性 4.6 全反射与光导纤维 4.7 激光课后训练 沪科版选修3-4.doc

2019-2020年高中物理 第4章 光的波动性 4.6 全反射与光导纤维 4.7 激光课后训练 沪科版选修3-41华裔科学家高锟获得xx年诺贝尔物理奖，他被誉为“光纤通讯之父”。光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。下列关于光导纤维的说法中正确的是（）。A内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C波长越长的光在光纤中传播的速度越大D频率越大的光在光纤中传播的速度越大2如图，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 BC D3已知介质对某单色光的临界角为C，则（）。A该介质对单色光的折射率等于B此单色光在该介质中的传播速度等于csin C（c是光在真空中的传播速度）C此单色光在该介质中的传播波长是在真空中波长的sin C倍D此单色光在该介质中的频率是在真空中的倍4如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点。已知入射方向与边AB的夹角为30，E、F分别为边AB、BC的中点，则（）。A该棱镜的折射率为B光在F点发生全反射C光从空气进入棱镜，波长变小D从F点出射的光束与入射到E点的光束平行5公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯。在晚上观察不同颜色的彩灯的深度和水面上被照亮的面积，下列说法正确的是（）。A红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较小B红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较小C红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较大D红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较大6如图所示，一束红光从真空中斜射到一个玻璃圆柱体表面上的P点，则下列说法中正确的是（）。A该光线一定能进入圆柱体，且进入后可能先经过一次全反射，然后再发生折射而从圆柱体内射出B如果换成紫色光，光线可能在P点发生全反射而不能进入圆柱体C如果换成紫色光，光线进入圆柱体后有可能因为连续发生全反射而不再射出D不论是哪种色光，光线一定能进入圆柱体，而且在进入后第一次射到玻璃和真空的界面时一定能发生折射7一束光从空气射向折射率为n的某种玻璃的表面，如图所示，i代表入射角，则（）。A当i45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45C欲使折射角r30，光应以i45的角度入射D当入射角iarctan时，反射光线跟入射光线恰好互相垂直8如图所示，水的折射率为n，水面上漂浮着一圆木板，圆木板的中央插着一根大头针，且在水中部分长为h。若从圆木板侧面看去好像看不到大头针的顶尖P，则圆木板的面积为_。9如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角AOB60。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。（1）求介质的折射率。（2）折射光线中恰好射到M点的光线_（填“能”或“不能”）发生全反射。参考答案1答案：AC2答案：A解析：根据折射率定义有，sin1nsin2，nsin31，已知145，又2390，解得：。3答案：ABC解析：由临界角的计算式，得，选项A正确；将代入，得，故vcsin C，选项B正确；设该单色光的频率为f，在真空中的波长为0，在介质中的波长为，由波长、频率、光速的关系得c0f，vf，故，0sin C，选项C正确；该单色光由真空传入介质时，频率不发生变化，选项D错误。4答案：AC解析：由几何知识可知，光线在E点的入射角i60，折射角r30，由折射定律，A项正确。再由几何知识，光线到F点时，入射角i30，由折射定律，所以折射角r60，可知B、D项错误，光从空气进入棱镜后，波长变小，波速变小，C项正确。5答案：D解析：本题考查视深及光的全反射。设彩灯深度为h，色光折射率为n，则视深为，由于红光折射率最小，所以红灯看起来较深。恰好发生全反射时的光路如图所示，由知，红光的临界角C最大，则红灯照亮的水面半径Rhtan C最大，所以红灯照亮的水面面积SR2也最大。故正确选项为D，A、B、C错误。6答案：D解析：由于玻璃的折射率大于真空的折射率，光在P点一定能射入玻璃，射入玻璃的光到达右侧面时的入射角等于P处的折射角，由光路可逆知，光一定能射出玻璃，故D正确。7答案：BC解析：光从空气射入玻璃时，不会发生全反射，A错误，由折射定律可知，B、C正确。当入射角为arctan时，反射光线跟入射光线的夹角为2arctan，D错误，选B、C。8答案：解析：当P点光线射到木板边缘时恰好发生全反射，即在空气中没有出射光线，则圆板半径rhtan C，又由全反射公式，即，则，面积Sr2。9答案：（1）（2）不能解析：（1）由题意画出光路图如图所示，可得入射角i60，折射角r30，由折射定律可得此介质的折射率为。（2）由题意画出恰好经过M点的折射光线如图所示，可得出此时射向M点的入射角为30，全反射的临界角，故不能发生全反射。