2019-2020年高中物理 第4章 第2节光的全反射第3节光导纤维及其应用课时训练 鲁科版选修3-4.doc

2019-2020年高中物理 第4章 第2节光的全反射第3节光导纤维及其应用课时训练 鲁科版选修3-4【基础达标】1.(基础理论辨析题)关于光的全反射和光纤的应用，下列说法正确的是()A.光发生全反射时，折射光线消失，全部光线被反射B.光由不同的介质射入真空或空气时，临界角均为42C.入射角大于临界角，一定发生全反射D.玻璃是光密介质E.海水的浪花呈白色，是日光在气泡表面发生了全反射F.光纤通信是光导纤维的唯一应用G.光导纤维的工作原理是光的折射2.下列事例哪些应用了光的全反射现象()A.光导纤维通信B.用三棱镜观察太阳光谱C.某些光学仪器中用等腰直角玻璃三棱镜改变光路90D.水中的鱼看起来比实际的要浅3.光从一种介质射到另一种介质时，发生了全反射，则全反射发生在()A.折射率较小的介质中B.折射率较大的介质中C.光速较小的介质中D.入射角小于临界角4.光线由某种介质射向与空气的分界面，当入射角大于45时折射光线消失，由此可断定这种介质的折射率是()A. B.C.D.25.如图所示，细光束AO以45的入射角从某种介质射向空气时，分成a、b两束。关于这两种单色光，下列说法中正确的是()A.从该介质射向空气时，a光发生全反射时的临界角一定大于45B.该介质对b光的折射率一定小于C.该介质对b光的折射率一定等于D.该介质对b光的折射率一定大于6.光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。以下关于光导纤维的说法正确的是()A.内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射B.内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射C.内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生折射D.内芯的折射率与外套相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用7.如图所示，半圆形玻璃砖的半径为R，直径为MN，一束白光从Q点以垂直于直径MN的方向射入半圆形玻璃砖，从玻璃砖的圆弧面射出后，打到光屏P上得到由红到紫的彩色光带。已知QM=。如果保持入射光线和光屏的位置不变，而使半圆形玻璃砖沿直径方向向上或向下移动，移动的距离小于，则有()A.半圆形玻璃砖向上移动的过程中，屏上红光最先消失B.半圆形玻璃砖向上移动的过程中，屏上紫光最先消失C.半圆形玻璃砖向下移动的过程中，屏上红光最先消失D.半圆形玻璃砖向下移动的过程中，屏上紫光最先消失8.如图所示，水的折射率为n，水面上漂浮着一圆木板，圆木板中央插着一根大头针，且在水中部分长为h。若从圆木板四周恰好看不到大头针的顶尖P，则圆木板的面积为多少?【能力提升】1.(2011全国高考)雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹。设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是()A.紫光、黄光、蓝光和红光B.紫光、蓝光、黄光和红光C.红光、蓝光、黄光和紫光D.红光、黄光、蓝光和紫光2.(2011福建高考)如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方。一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带。若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失。在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是()A.减弱、紫光B.减弱、红光C.增强、紫光D.增强、红光3.(xx天津高考) 固定的半圆形玻璃砖的横截面如图，O点为圆心，OO为直径MN的垂线。足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN。由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点，入射光线与OO夹角较小时，光屏NQ区域出现两个光斑，逐渐增大角，当=时，光屏NQ区域A光的光斑消失，继续增大角，当=时，光屏NQ区域B光的光斑消失，则()A.玻璃砖对A光的折射率比对B光的大B.A光在玻璃砖中传播速度比B光的大C.时，光屏上只有1个光斑D.45，所以nb=。6.【解析】选B。内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射，故只有B项正确。7.【解析】选D。当玻璃砖上移时，从玻璃进入空气的光线的入射角在减小，所以不管哪种色光都不会发生全反射，故A、B错。在向下移动时，由于从玻璃进入空气的光线的入射角在增大，紫光的临界角最小，入射角增大后，先达到紫光的临界角，最后达到红光的临界角。所以紫光首先发生全反射，在屏上消失，故C错，D对。【变式备选】红、黄、绿三种单色光以相同的入射角到达介质和空气的界面。若黄光恰好发生全反射，则()A.绿光一定能发生全反射B.红光一定能发生全反射C.只有绿光从介质进入空气D.只有红光从介质进入空气【解析】选A、D。红、黄、绿三种单色光在同一介质中的临界角依次减小，若黄光恰好发生全反射，则入射角恰好等于黄光的临界角，此入射角就大于绿光的临界角，而小于红光的临界角，故从介质进入空气时红光没有发生全反射，绿光发生了全反射，故选项A、D正确。8.【解析】当P点光线射到圆木板边缘时恰好发生全反射，即在空气中没有出射光线，则圆木板半径r=htanC，又由全反射公式sinC=，cosC=，即tanC=，则r=。面积S=r2=。答案：【总结提升】全反射问题的解题思路(1)根据题意，确定刚好发生全反射的临界条件。(2)作出光路图。(3)根据几何知识，进行定量计算或定性分析。【能力提升】1.【解析】选B。第一次折射时，把水滴看成三棱镜，向下偏折程度最大的光线一定是紫光，偏折程度最小的是红光，故第二次折射后，从题图上可看出紫光是a，红光是d，所以正确答案是B。2.【解析】选C。由于入射点由A向B缓慢移动，入射角增大，因此反射光增强，折射光减弱，A、B错，紫光折射率大，临界角小，因此在光屏上最先消失的是紫光，C对，D错，故选C。3.【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析：(1)屏上出现一个光斑的原因；(2)A光和B光发生全反射的条件。【解析】选A、D。由题可知A光在玻璃砖中的临界角为，玻璃砖对A光的折射率为nA=，B光在玻璃砖中的临界角为，玻璃砖对B光的折射率为nB=，由于nB，A正确；由波速公式v=可判断vAvB，B错误；当时，A光发生全反射，B光没有发生全反射，光屏上有两个光斑，当时，A光和B光都发生全反射，光屏PN区域只有一个光斑，C错，D对。4.【解析】由题意知，入射角=22.5，光线在CD面和EA面上发生了全反射，则折射率最小值为n=答案：