高中物理 4-2.3 光的全反射 光导纤维及其应用 鲁科版选修3-4VIP免费

【创新设计】-高中物理4-2.3光的全反射光导纤维及其应用鲁科版选修3-41．关于光纤的说法，正确的是()．A．光纤是由高级金属制成的，所以它比普通电线容量大B．光纤是非常细的特制玻璃丝，但导电性能特别好，所以它比普通电线衰减小C．光纤是非常细的特制玻璃丝，由内芯和外套两层组成，光纤是利用全反射原理来实现光的传导的D．在实际应用中，光纤必须呈笔直状态，因为弯曲的光纤是不能传导光的解析光导纤维的作用是传导光，它是直径为几微米到一百微米之间的特制玻璃丝，且由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大．载有声音、图象及各种数字信号的激光传播时，在内芯和外套的界面上发生全反射，光纤具有容量大、衰减小、抗干扰性强等特点．在实际应用中，光纤是可以弯曲的．所以，正确选项是C.答案C2．某种介质对空气的折射率是，一束光从该介质射向空气，入射角是60°，则下列光路图中正确的是(图中Ⅰ为空气，Ⅱ为介质)()．解析由题意知，光由光密介质射向光疏介质，由sinC＝＝，得C＝45°＜θ1＝60°，故在两介质的界面上会发生全反射，只有反射光线，没有折射光线，故选项D正确．答案D3．夏日的太阳光斜照在平坦的沙漠上，我们面对太阳向前看时，常会发现亮光好像是从远处的水面上反射过来一样．关于这种现象，下列说法正确的是()．A．越靠近地面，空气的折射率越大B．越靠近地面，空气的折射率越小C．这是光的干涉形成的D．这是光的衍射形成的解析在沙漠里，夏天太阳照到沙地上，接近沙面的热空气层比上层空气密度小，折射率也小，从远处物体射向地面的光线，进入折射率小的热空气层时被折射，入射角“逐渐增大，也会发生全反射，人们逆着光线看到远处物体的倒景，这就是沙漠里的蜃”景．B对．答案B4.空气中两条光线a和b从方框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光线如图4－2、3－12所示．方框内有两个折射率n＝1.5的玻璃全反射棱镜，下图给出了两棱镜四种放置方式的示意图．其中能产生图4－2、3－12效果的是()．解析四个选项产生的光路效果如下图：由上图可知B项正确．答案B5．光线由空气射入半圆形玻璃砖，或从玻璃砖射入空气的光路图如图4－2、3－13所示，正确的是(玻璃的折射率为1.5)()．图4－2、3－13A．图乙、丙、丁B．图甲、丁C．图乙、丙、甲D．图甲、丙解析光线由空气进入玻璃砖中时，入射角大于折射角，由玻璃砖射入空气时，入射角小于折射角．由临界角计算公式得C＝arcsin＝arcsin＝41°49′，入射角50°大于临界角，将发生全反射，故正确答案是A.答案A6.如图4－2、3－14所示，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.B.C.D.图4－2、3－1图4－2、3－14解析如下图所示，标出相关角度，根据折射率定义有，sin∠1＝nsin∠2，nsin∠3＝1，已知∠1＝45°，又∠2＋∠3＝90°，解得：n＝.答案A7．潜水员在水深为h的地方向水面观望时，发现整个天空及远处地面的景物均呈现在水面处的圆形区域内，已知水的临界角为θ，则所观察到的圆形半径为()．A．htanθB．hsinθC.D.解析如右图所示，水面上景物发出的光线经水面折射后均在顶角为2θ的圆锥里，人的眼睛处在圆锥的顶点处，而最远处的景物进入眼睛的光线几乎是紧贴水面，其入射角接近90°，折射角为θ.因此，人看到的景物呈现在人眼上方以O点为圆心、r为半径的水面区域内，由图可知r＝htanθ.答案A8.一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，如图4－2、3－15所示为过轴线的截面图，调整入射角α，光线恰好在水和空气的界面上发生全反射，已知水的折射率为，求sinα的值．解析当光线在水面发生全反射时有sinC＝，当光线从左侧射入玻璃杯时，由折射定律有n＝，联立以上两式并代入数据可得sinα＝.答案9.频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图4－2、3－16所示，下列说法正确的是()．A．单色光1的波长小于单色光2的波长B．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C．单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻...