沪科版选修34 全反射与光导纤维 第1课时 作业.docx

1.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(图中为空气，为介质)()解析由题意知，光由光密介质射向了光疏介质，由sin c得c4560，即没有折射光线，故d选项正确答案d2光从介质a射向介质b，如果要在a、b介质的分界面上发生全反射，那么必须满足的条件是()aa是光密介质，b是光疏介质b光在介质a中的速度必须大于在介质b中的速度c光的入射角必须大于或等于临界角d光的入射角必须小于临界角答案ac3关于光导纤维的说法，正确的是()a光导纤维是由高级金属制成的，所以它比普通电线容量大b光导纤维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光导纤维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，光导纤维必须呈笔直状态，因为弯曲的光纤是不能导光的答案c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，由内芯和外套两层组成，且内芯的折射率比外套的大载有声音、图像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答案是c.4以下哪些现象是由光的全反射造成的()a在岸上能看见水中的鱼b夜晚，湖面上映出了岸上的彩灯c夏天，海面上出现的海市蜃楼d水中的气泡看起来特别明亮e用光导纤维传输光信号答案de5下列说法正确的是()a因为水的密度大于酒精的密度，所以水是光密介质b因为水的折射率小于酒精的折射率，所以水对酒精来说是光疏介质c同一束光，在光密介质中的传播速度较大d同一束光，在光密介质中的传播速度较小答案bd解析本题考查对光疏介质和光密介质的理解因为水的折射率小于酒精的折射率，所以水对酒精来说是光疏介质；由v可知，光在光密介质中的传播速度较小6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c光线从光疏介质射向光密介质时，不可能发生全反射d水或玻璃中的气泡看起来特别亮，是因为一部分光从水或玻璃射向气泡时，在界面发生了全反射答案cd解析光从光密介质射向光疏介质时，当入射角增大到某一角度后，折射光线完全消失，只剩下反射光线的现象叫全反射，故a、b错误，c正确；光从水或玻璃射向气泡时，一部分光线在界面发生了全反射，即反射光增强，透射光减弱，就使气泡看起来特别亮，d正确7如图1，一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()图1a. b.c. d.答案a解析设三棱镜的折射率为n，如图所示，由折射定律得n又n，i45，rc90由以上各式解得：n，a对8一束光从空气射向折射率为n的某种玻璃的表面，如图2所示，i表示入射角，r表示折射角，则()图2a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，光线应以i45的角度入射d当tan i时，反射光线跟入射光线恰好互相垂直答案bc解析光从空气(光疏介质)向玻璃(光密介质)中射入时，无论i多大，都不会发生全反射现象；当i90时由n得sin r，即r45，当i变小时，r变小，即r45；当r30时，则sin insin r，所以i45；当tan i时，由n知，r90i，则此时反射光线与折射光线互相垂直9如图3所示，一束平行光从真空中垂直射向一块半圆形的玻璃砖的平面界面，下列说法正确的是()图3a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玻璃砖而不发生偏折d圆心两侧一定范围外的光线将在曲面上产生全反射答案bcd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而不发生偏折，入射角为零由圆心向外的光线，在半圆面上进入真空时的入射角逐渐增大并趋近90角，折射角一定大于入射角，所以圆心两侧一定范围外的光线将在半圆面上发生全反射10光导纤维由折射率为n1的材料制成内芯，在外层包上折射率为n2的外套，光线在内芯与外套的界面上发生全反射下列说法中正确的是()a内芯和外套的折射率应满足n1n2b内芯和外套的折射率应满足n1n2c从左端面入射的光线，其入射角必须大于某值，光才能被传导d从左端面入射的光线，其入射角必须小于某值，光才能被传导答案ad解析光导纤维内芯的折射率要大于外套的折射率，这样才能使光线发生全反射，但在界面上要发生全反射还需要在界面上的入射角大于或等于临界角，由几何关系知，光线在左端面的入射角越大，在界面处的入射角就越小11.一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，图4为过轴线的截面图，调整入射角，使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sin 的值图4解析当光线在水面发生全反射时，有sin c当光线从左侧射入时，由折射定律有n联立以上两式，代入数据可得sin 答案12.某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率开始玻璃砖的位置如图5中实线所示，使大头针p1、p2与圆心o在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心o缓慢转动，同时在玻璃砖的直径边一侧观察p1、p2的像，且使p2的像挡住p1的像当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失此时只须测量出_，即可计算出玻璃砖的折射率请用你的测量量表示出折射率n_.图5答案玻璃砖直径边绕o点转过的角度解析若半圆形玻璃砖转过角时在半圆形玻璃砖直径边一侧恰好看不到p1、p2的像，那么此时恰好发生了全反射如图所示，过p1、p2的光线在玻璃砖内的入射角为，在空气中折射角为90，根据折射定律得n，只要测出，就可求出玻璃砖的折射率13由折射率n的透明物质制成的三棱柱，其横截面如图6中abc所示，一光束so以45的入射角从ab边射入，在ac边上恰好发生全反射，最后垂直bc边射出，求：图6(1)光束经ab面折射后，折射角的大小(2)abc中a和b的大小答案(1)30(2)7560解析(1)根据折射定律n代入数据得230(2)作光路图如图所示，在ac面上光线正好发生全反射，入射角sin 1，145根据几何关系，可以求得a75，b60.14一玻璃立方体中心有一点状光源今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体，已知该玻璃的折射率为，求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值答案解析如图所示，考虑从玻璃立方体中心o点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃立方体上表面发生折射根据折射定律有nsin sin 式中，n是玻璃的折射率