高中物理課時(shí)跟蹤檢測(cè)十一光的全反射光導(dǎo)纖維及其應(yīng)用魯科版選修

1、課時(shí)跟蹤檢測(cè) ( 十一 )光的全反射光導(dǎo)纖維及其應(yīng)用( 時(shí)間： 30 分鐘滿分： 50 分)一、選擇題 ( 共 6 小題，每小題5 分，共 30 分，第小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確。)1已知介質(zhì)對(duì)某單色光的臨界角為C，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A該介質(zhì)對(duì)單色光的折射率等于1sinCB此單色光在該介質(zhì)中的傳播速度為c·sinC( c 是光在真空中的傳播速度)C此單色光在該介質(zhì)中的傳播波長(zhǎng)是在真空中波長(zhǎng)的sinC倍1D此單色光在該介質(zhì)中的頻率是在真空中的sinC倍2一束光線由空氣斜射入橫截面為半圓形的玻璃磚，再由玻璃磚射出，入射光線的延長(zhǎng)線沿半徑，則如圖1 所示的光路圖正確的是()圖 1ABCD 3

2、. (重慶高考 ) 打磨某剖面如圖2 所示的寶石時(shí)，必須將OP、 OQ邊與軸線的夾角 切割在 1<<2 的范圍內(nèi)，才能使從 MN邊垂直入射的光線， 在 OP邊和 OQ邊都發(fā)生全反射( 僅考慮如圖所示的光線第一次射到OP邊并反射到OQ邊后射向 MN邊的情況 ) ，則下列判斷正確的是()圖 2A若 > 2，光線一定在OP邊發(fā)生全反射B若 > 2，光線會(huì)從OQ邊射出C若 < 1，光線會(huì)從OP邊射出D若 < 1，光線會(huì)在OP邊發(fā)生全反射4. 如圖 3 所示，兩束頻率不同的光束A和 B 分別沿半徑方向射入半圓形玻璃磚，出射光線都是 OP方向，下列說(shuō)法正確的是()1 /

3、 5圖 3A A對(duì)玻璃磚的折射率較大B A穿過(guò)玻璃磚所需的時(shí)間較長(zhǎng)C光由玻璃射向空氣發(fā)生全反射時(shí)，A的臨界角小D光由玻璃射向空氣發(fā)生全反射時(shí)，B的臨界角小5. ( 四川高考 ) 如圖 4 所示，口徑較大、充滿水的薄壁圓柱形淺玻璃缸底有一發(fā)光小球，則()圖 4A小球必須位于缸底中心才能從側(cè)面看到小球B小球所發(fā)的光能從水面任何區(qū)域射出C小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后頻率變大D小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后傳播速度變大6. 如圖 5 所示是一個(gè)1E、 F、 G、 H將半徑 OM分成 5 等份，4圓柱體棱鏡的截面圖，圖中虛線1、1、1、1 平行于半徑， 邊可吸收到達(dá)其上的所有光線。已知該棱鏡的折EEFFG

4、G HHON ON射率5，則光線 () ，若平行光束垂直入射并覆蓋n3OM圖 5A不能從圓弧NF1 射出B只能從圓弧NG1射出C能從圓弧G1H1 射出D能從圓弧H1M射出二、非選擇題( 共 2 小題，共20 分)7(8 分 )( 江蘇高考 ) 如圖 6 為單反照相機(jī)取景器的示意圖，ABCDE為五棱鏡的一個(gè)截面，AB BC。光線垂直AB射入，分別在CD和 EA上發(fā)生反射，且兩次反射的入射角相等，最后2 / 5光線垂直 BC射出。若兩次反射都為全反射，則該五棱鏡折射率的最小值是多少？( 計(jì)算結(jié)果可用三角函數(shù)表示)圖 68 (12 分 )( 山東高考 ) 如圖 7，三角形 ABC為某透明介質(zhì)的橫截面

5、， O為 BC邊的中點(diǎn)，位于截面所在平面內(nèi)的一束光線自O(shè)以角 i 入射，第一次到達(dá)AB邊恰好發(fā)生全反射。已知15°，邊長(zhǎng)為 2，該介質(zhì)的折射率為2。求：BCL圖 7( ) 入射角 i;( ) 從入射到發(fā)生第一次全反射所用的時(shí)間( 設(shè)光在真空中的速度為c，可能用到： sin 75 °6 2或 tan 15 ° 2 3) 。4答案11c1選 D 由臨界角的計(jì)算式 sinCn得 n sinC，選項(xiàng) A 正確；將 n v代入 sinC1vn得 sin Cc，故 v csin C，選項(xiàng) B 正確；設(shè)該單色光的頻率為f ，在真空中的波長(zhǎng)為0，在介質(zhì)中的波長(zhǎng)為，由波長(zhǎng)、頻率、光

6、速的關(guān)系得c0，故 sinv ， fvfCc0 0sinC，選項(xiàng) C正確；該單色光由真空傳入介質(zhì)時(shí)，頻率不發(fā)生變化，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2選 D 在玻璃磚的下邊，由于光是從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)，在這個(gè)面上有可能發(fā)生光的折射， 如果入射角大于臨界角，則發(fā)生全反射。由光的折射定律和全反射的知識(shí)，很容易看出圖正確，答案為D。3選 D 題圖中，要使光線可在OP邊發(fā)生全反射，圖中光線在OP邊上的入射角大于90° 2。從 OP邊上反射到 OQ邊的光線，入射角大于90° (180 ° 31) 3190°3 / 5可使光線在OQ邊上發(fā)生全反射。若 2，光線不能在OP邊上發(fā)生全反射

7、；若 1，光線不能在OQ邊上發(fā)生全反射，綜上所述，選項(xiàng)D 正確。4選 D根據(jù)光線可逆，兩束光在空氣中的入射角相等，A光的折射角大、折射率小；c1v n，折射率小的，在介質(zhì)中的傳播速度大，時(shí)間短，故A、 B 錯(cuò)； sin C n，折射率小的，臨界角大，所以B 的臨界角小。故D 正確。5選D根據(jù)光的傳播規(guī)律解決問(wèn)題。發(fā)光小球沿水平方向發(fā)出的光，均能射出玻璃缸，不發(fā)生全反射， 選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；小球發(fā)出的光射到水面上時(shí)，當(dāng)入射角大于等于臨界角時(shí)，會(huì)發(fā)生全反射， 選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；光的頻率由光源決定，光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，光的c頻率不變，選項(xiàng)C 錯(cuò)誤；根據(jù)n v，光在水中的傳播速度較小，選項(xiàng)D 正

8、確。5136選 B由該棱鏡的折射率為n3可知其臨界角C滿足 sinC n 5，由題圖中的幾何關(guān)系可求出GG1右邊的入射光線全部發(fā)生全反射，GG1左邊的入射光線沒(méi)有發(fā)生全反射，所以光線只能從圓弧NG1射出，選項(xiàng)B 正確。7解析： 本題考查光的全反射規(guī)律的應(yīng)用，意在考查考生對(duì)光路的分析能力及全反射規(guī)律的應(yīng)用能力。光線在棱鏡中的光路圖如圖所示，根據(jù)反射定律和題設(shè)條件，得490°，所以入射角 22.5 °1根據(jù)全反射規(guī)律，sinC n1故 sin 22.5 ° n所以 n1° ，即折射率的最小值為1。sin 22.5sin 22.5 °1答案： sin 22.5°8解析： ( ) 根據(jù)全反射規(guī)律可知，光線在AB面上 P 點(diǎn)的入射角等于臨界角 C，由折射定律得1sinC n代入數(shù)據(jù)得C45°設(shè)光線在 BC面上的折射角為r ，由幾何關(guān)系得r 30°sini由折射定律得n sinr 聯(lián)立