高中物理 第4章 光的折射与全反射 第2节 光的全反射 第3节光导纤维及其应用自我小测 鲁科版选修3-4.doc

光导纤维及其应用1关于全反射，下列说法中正确的是（）a发生全反射时，仍有折射光线，只是折射光线非常弱，因此可以认为不存在折射光线而只有反射光线b光线从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射现象c光从光疏介质射向光密介质时，不可能发生全反射现象d水或玻璃中的气泡看起来特别亮，就是因为光从水或玻璃射向气泡时，在界面发生全反射2如图所示是两个城市间的光缆中的一条光导纤维，光缆长为l，它的玻璃芯的折射率为n1，外层材料的折射率为n2，光在真空中的传播速度为c。光由它的一端射入经多次反射后从另一端射出，则关于n1和n2的大小关系是（）an1n2bn1n2cn1n2d只要n1和n2不相等就可以3一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，应以i45的角入射d当入射角iarctan时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直4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，其框外光线如图所示。方框内有两个折射率n1.5的玻璃全反射棱镜。图给出了两棱镜四种放置方式的示意图，其中能产生图效果的是（）5如图所示，abcd是两面平行的透明玻璃砖，ab面和cd面平行，它们分别是玻璃和空气的界面，设为界面m和界面n，光线从界面m射入玻璃砖，再从界面n射出，回到空气中，如果改变光到达界面m时的入射角，则（）a只要入射角足够大，光线在界面m上就可能发生全反射现象b只要入射角足够大，光线在界面n上就可能发生全反射现象c不管入射角多大，光线在界面m上都不可能发生全反射现象d不管入射角多大，光线在界面n上都不可能发生全反射现象6omn为玻璃等腰三棱镜的横截面。a、b两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面mn，在棱镜侧面om、on上反射和折射的情况如图所示。由此可知（）a棱镜内a光的传播速度比b光的小b棱镜内a光的传播速度比b光的大ca光的频率比b光的高da光的波长比b光的长7如图所示，一束平行光从真空射向一块半圆形的玻璃砖，下列说法不正确的是（）a只有圆心两侧一定范围内的光线不能通过玻璃砖b只有圆心两侧一定范围内的光线能通过玻璃砖c通过圆心的光线将沿直线穿过不发生偏折d圆心两侧一定范围外的光线将在曲面发生全反射8一只青蛙，在水深为h1.4 m的圆形水井底的正中处，水与井口相平，青蛙能看见水面上的全部景物，该井的直径至少为多大？（水的折射率为）9半径为r的半圆柱形玻璃，横截面如图所示，o为圆心，已知玻璃的折射率为，当光由玻璃射向空气时，发生全反射的临界角为45。一束与mn平面成45的平行光束射到玻璃的半圆柱面上，经玻璃折射后，有部分光能从mn平面上射出，求能从mn平面上射出的光束的宽度为多少？参考答案1解析：全反射是当光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于等于临界角时发生的现象，发生全反射时全部光线均不进入光疏介质。答案：cd2解析：由于光从内层射向外层时需要发生全反射，所以n1n2，选项a正确。答案：a3解析：由于光从光疏介质射向光密介质，所以不会发生全反射，a项错，b对；由折射定律计算可知c、d两项正确。答案：bcd4解析：四个选项产生的光路效果如图所示：由上图可知选项b正确。答案：b5解析：在界面m，光由空气进入玻璃砖，是由光疏介质进入光密介质，不管入射角多大，都不发生全反射现象，则选项c正确；在界面n，光由玻璃进入空气，是由光密介质进入光疏介质，但是，由于界面m和界面n平行，光由界面m进入玻璃后再达到界面n，在界面n上的入射角等于在界面m上的折射角，因此入射角总是小于临界角，因此也不会发生全反射现象，选项d也正确；综上可知，选项c、d正确。答案：cd6解析：由题图可知，a、b两单色光以相同的入射角分别射向om、on两界面，b光发生全反射，而a光发生折射，所以a光的折射率小于b光的折射率，因此a光的波长比b光的波长大，d正确；又v，则在棱镜内a光的传播速度比b光的大，b正确。答案：bd7解析：垂直射向界面的光线不偏折，因而光束沿直线平行射到半圆面上，其中通过圆心的光线将沿直线穿过不发生偏转，入射角为零。由中心向外的光线，在半圆面上进入真空时的入射角逐渐增大并趋近于90，折射角一定大于入射角，所以一定会发生全反射。故正确选项应为b、c、d。a项不正确。答案：a8解析：青蛙能看见水面上的全部景物，即要求光的入射角最大达90，据此，画一个示意图，如图所示，根据光路的可逆原理，对于90的入射角，光的折射角恰为临界角c，sin c。在aob中，sin c解以上两式得：ao m1.6 m井的直径至少为2ao3.2 m，青蛙才能看见水面上的全部景物。答案：3.2 m9解析：进入玻璃中的某条光线垂直半球面，沿半径方向直达球心位置o，且入射角等于临界角，恰好在o点发生全反射。此光线左侧的光线经球面折射后，射在mn面上的入射角一定大于临界角，射到mn面上发生全反射，不能射出。此光线右侧的光线经半球面折射后，射到mn面