物理-2010届高三一轮复习物理精品资料：14.2《光的折射和折射定律、光导纤维、光的色散》

图1421图1422图1423142光的折射和折射定律、光导纤维、光的色散一、本题共8小题，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。1如图1421所示，有一锥形光束以与界面成角入射到半径为R的半圆球的球心O045点处，折射光束与界面夹角为600，现让所有光线向界面方向偏转，则出射光线照亮玻璃球的最大截面积是（）AB2R2RCD22322008年奥运会上，光纤通信网将覆盖所有的奥运场馆，为各项比赛提供安全、可靠的服务，光纤通信是利用光的全反射将大量信息高速传输，若采用的光导纤维是由内芯和包层两层介质组成，下列说法正确的是（）A内芯和包层的折射率相同，折射率都大B内芯和包层的折射率相同，折射率都小内芯和包层的折射率不同，包层折射率较大内芯和包层的折射率不同，包层折射率较小3由某种透明物体制成的等腰直角棱镜，两腰都为16，ABO且两腰与和轴都重合，如图1422所示，从边OXY的C点注视A棱，发现A棱的位置在D点，在C、D两点插上大头针，测出C点的坐标为0，12，D点的坐标为9，0，由此可以算出该透明物质的折射率为AN43BN54CN32DN6742003年3月1日，美军空投传单，向伊军宣传说，美国利用卫星可以将地面状况看得一清二楚而伊方称，已在首都布满了对空机关炮试问伊方欲用激光器击毁位于地平线上方的空间站，则应将激光器A瞄高些B瞄低些C沿视线直接瞄准D若激光束是红色，而空间站是蓝色的，则将瞄高些5如图1423所示，截面为ABC的玻璃直角三棱镜放置在空气中，宽度均为D的紫、红两束光垂直照射三棱镜的一个图1424图1425图1426直角边AB，在三棱镜的另一侧放置一个平行于AB边的光屏，屏的距离远近可调，在屏上出现紫、红两条光带，可能是A紫色光带在上，红色光带在下，紫色光带较宽B紫色光带在下，红色光带在上，紫色光带较宽C红色光带在上，紫色光带在下，红色光带较宽D红色光带在下，紫色光带在上，红色光带较宽6在没有月光的夜间，一个池面较大的水池底部中央有一盏灯可看作点光源，小鱼在水中游动，小鸟在水面上方飞翔，设水中无杂质，且水面平静，下面的说法正确的是A小鱼向上方水面看去，看到水面到处都是亮的，但中部较暗B小鱼向上方水面看去，看到的是一个亮点，它的位置与鱼的位置无关C小鸟向下方水面看去，看到水面中部有一个圆形区域是亮的，周围是暗的D小鸟向下方水面看去，看到的是一个亮点如图1424所示，某玻璃棱镜的顶角为，恰为黄光的临界角，当白光通过棱镜发生色散，在光屏A上形成彩色光带后，把白光的入射角1逐渐减小到零的过程中，在光屏上会观察到（）AA屏上最先消失的是紫光B最后B屏上左边是紫光C最后B屏上右边是紫光D最后B屏上左边是黄光8如图1425所示，一束只含有红色、紫色的复色光沿垂直PO于边射入三棱镜，在界面的处分成两束光线沿AACO和射出，则可能的是（）MONA为紫光，为复色光B、都为复色光C为红光，为复色光D为红光，为紫光二、本题共4小题，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。9如图1426所示一个学生按照课本上的小实验广口瓶和直尺测定水的折射率，填写下述实验步骤中的空白1用测出广口瓶瓶口内径D。2在瓶内装满水。3将直尺沿瓶口边缘竖直插入水中。4沿广口瓶边缘向水中直尺正面看去，若恰能看到直尺上0刻度，即图中A点，同时看到水面上B点刻度的像恰与A点的像相重合。5若水面恰与直尺的C点相平，读出和长度。图1427图14286由题中所给条件，可以计算水的折射率N。10水池深为，一根长棍竖直地插入水底，棍露出水面部分长度为HL，现有与水平面夹角为的太阳光照射到水面上，已知水的折06射率为N，求棍在水底的影子的长度11如图1427所示，某透明液体折射率，液体中有一点光源S，上方空气中有2N一根很长的细杆，与液面的夹角为450，交点为A，且A点与点光源S的水平距离为01M，细杆与S在同一竖直平面内要使点光源S所发生的光束照亮整个细杆，又不从A点左侧透射出水面，则点光源的深度H应满足什么条件S所发出的光束与竖直方向的夹角在什么范围内12某有线制导导弹发射时，在导弹发射基地和导弹间连一根细如蛛丝的特制光纤，它双向传输信号，能达到有线制导作用光纤由纤芯和包层组成，其剖面如图1428所示，其中纤芯材料的折射率，包层折射率，光纤长度为已知当光21N32NKM36从折射率为的介质射人折射串为的介质时，入射角、折射角间满足11221SISIN1试通过计算说明从光纤一端入射的光信号是否会通过包层“泄漏”出去，2若导弹飞行过程中，将有关参数转变为光信号，利用光纤发回发射基地经瞬间处理后转化为指令光信号返回导弹，求信号往返需要的最长时间答1421答1422142答案1B介质折射率，光线向界面方向偏转后，230SIN45折射角最大值为，由几何关系知B正确；02D光纤通信是利用全反射的原理；3A如图1422所示，由于光的折射现象，A的像生成于D，可作出光路图，由几何关系有,80SINOC60SINCAO故34I4空间站反射太阳的光射向地球，通过地球大气层要发生折射，而激光器发出的光通过大气层射向空间站也要发生折射，根据光路可逆，两者的光路相同因此A、B错，C对D选项中空间站是蓝色的，反射光也是蓝色的，比红色激光束的折射率大，由于地球周围大气层的折射率为越靠近地球折射率越大，故可画出如图1422所示光路，可见应瞄低些方能射中故选C5CD由色散及几何知识判断；6BD小鱼向上看，由平面镜成像可知，看到的是点光源的虚像；小鸟向下看，类似于岸边的人看水里的鱼。AB由于玻璃对于各种色光的折射率不同，导致了各种色光的偏折角不同而形成彩色光带（即色散），玻璃对紫光的折射角最大，紫光的偏折角最大，而紫光的临界角最小，所以首先在EG面上发生全反射后，再从GF面上折射到光屏B上，当10时，白光射到EG面上的入射角为，此时黄光恰好发生全反射，而频率高于黄光的绿、蓝、紫光均发生全反射到GF面上，它们的入射角相同，折射角最大的是紫光，所以B屏的左边是紫光，由以上分析可知选项A、B正确。8C由知紫光折射率大，临界角小，易全反射。N1ARCSI答1423答1423答1419直尺、AC、BC、2BCDA10如图1423所示的示意图，且AO长为L，因，06OA所以，因为LOBC30TANNSI30所以，21SII14TA2HCD所以水底的影子长为32NLB11液体的临界角解得C45021SINC根据题意可知要使光束不从A点左侧透射出液面，应有01MCOAHTAN要使光束照亮整个细杆，则右侧透射出液面的边界光线应平行于细杆，由折射定律可得INSI解得，所以，S所发出光束应在竖直方向向左450、向右300共750范围内03121如图1423所示，由题意在纤芯和包层分界面上全反射临界角C满足，得019SINSICN06C当在端面上的入射角最大（）时，折9