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1、第3節(jié)光的全反射 隨堂檢測1(多選)光纖通信是一種現(xiàn)代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高質(zhì)量的通信服務(wù)目前，我國正在大力建設(shè)高質(zhì)量的寬帶光纖通信網(wǎng)絡(luò)下列說法正確的是()A光纖通信利用光作為載體來傳播信息B光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)是利用光的衍射原理C光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)是利用光的色散原理D目前廣泛應(yīng)用的光導(dǎo)纖維是一種非常細(xì)的特制玻璃絲解析：選AD光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)是利用光的全反射原理來實(shí)現(xiàn)用光作為載體傳遞信息的，故A選項(xiàng)正確，B、C選項(xiàng)錯(cuò)誤光纖是內(nèi)芯折射率大于外層表皮折射率的很細(xì)的玻璃絲，所以選項(xiàng)D正確2酷熱的夏天，在平坦的柏油公路上你會(huì)看到在一定距離之外，地面顯得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎還能

2、看到遠(yuǎn)處車、人的倒影但當(dāng)你靠近“水面”時(shí)，它也隨你靠近而后退對(duì)此現(xiàn)象正確的解釋是()A出現(xiàn)的是“海市蜃樓”，是由于光的折射造成的B“水面”不存在，是由于酷熱難耐，人產(chǎn)生的幻覺C太陽輻射到地面，使地表溫度升高，折射率大，發(fā)生全反射D太陽輻射到地面，使地表溫度升高，折射率小，發(fā)生全反射解析：選D酷熱的夏天地面溫度高，地表附近空氣的密度小，空氣的折射率下小上大，遠(yuǎn)處車、人反射的太陽光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)發(fā)生全反射3.空氣中兩條光線a和b從方框左側(cè)入射，分別從方框下方和上方射出，其框外光線如圖所示方框內(nèi)有兩個(gè)折射率n1.5的玻璃全反射棱鏡下圖給出了兩棱鏡四種放置方式的示意圖其中能產(chǎn)生圖中效果的是()

3、解析：選B四個(gè)選項(xiàng)產(chǎn)生光路效果如圖：由圖可知B項(xiàng)正確4如圖所示，半圓形玻璃磚置于光屏PQ的左下方一束白光沿半徑方向從A點(diǎn)射入玻璃磚，在O點(diǎn)發(fā)生反射和折射，折射光在光屏上呈現(xiàn)七色光帶若入射點(diǎn)由A向B緩慢移動(dòng)，并保持白光沿半徑方向入射到O點(diǎn)，觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失在光帶未完全消失之前，反射光的強(qiáng)度變化以及光屏上最先消失的光分別是()A減弱，紫光B減弱，紅光C增強(qiáng)，紫光 D增強(qiáng)，紅光解析：選C光在傳播時(shí)隨入射角增大，反射光能量增強(qiáng)，折射光能量減少根據(jù)能量守恒定律可知，當(dāng)折射光線變?nèi)趸蛳r(shí)反射光線的強(qiáng)度將增強(qiáng)，故A、B兩項(xiàng)均錯(cuò)誤；在七色光中紫光頻率最大且最易發(fā)生全反射，故光屏上最先消失的光是紫

4、光，故C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤5如圖所示，直角三角形ABC為一三棱鏡的橫截面，A30.一束單色光從空氣射向BC上的E點(diǎn)，并偏折到AB上的F點(diǎn)，光線EF平行于底邊AC.已知入射方向與BC的夾角為30.試通過計(jì)算判斷光在F點(diǎn)能否發(fā)生全反射解析：光線在BC界面的入射角160、 折射角230根據(jù)折射定律得n由幾何關(guān)系知，光線在AB界面的入射角為360而棱鏡對(duì)空氣的臨界角C的正弦值sin C則在AB界面的入射角3C所以光線在F點(diǎn)將發(fā)生全反射答案：見解析課時(shí)作業(yè)一、單項(xiàng)選擇題1關(guān)于全反射，下列敘述中正確的是()A發(fā)生全反射時(shí)仍有折射光線，只是折射光線非常弱B光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，一定會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象C光從

5、光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，可能不發(fā)生全反射現(xiàn)象D光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時(shí)，可能發(fā)生全反射現(xiàn)象解析：選C發(fā)生全反射時(shí)折射光線的能量為零，折射光線消失，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤發(fā)生全反射的條件是光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，且入射角大于或等于臨界角，二者缺一不可，所以選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤，C正確2某種介質(zhì)對(duì)空氣的折射率是 ，一束光從該介質(zhì)射向空氣，入射角是60，則下列光路圖中正確的是(圖中為空氣，為介質(zhì))()解析：選D由題意知，光由光密介質(zhì)射向了光疏介質(zhì)，由sin C得C4560，即沒有折射光線，故D選項(xiàng)正確3光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)如圖所示，其內(nèi)芯和外套材料不同，光在內(nèi)芯中傳播以下關(guān)于光導(dǎo)纖維的說法正確的是() A內(nèi)芯的折射

6、率比外套大，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生全反射B內(nèi)芯的折射率比外套小，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生全反射C內(nèi)芯的折射率比外套小，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生折射D內(nèi)芯的折射率與外套相同，外套的材料有韌性，可以起保護(hù)作用解析：選A根據(jù)發(fā)生全反射的條件，必須從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)才可發(fā)生全反射內(nèi)芯的折射率比外套大，并且在兩種介質(zhì)的界面上發(fā)生全反射，故選A4.直線P1P2過均勻玻璃球球心O，細(xì)光束a、b平行且關(guān)于P1P2對(duì)稱，由空氣射入玻璃球的光路如圖，a、b光相比()A玻璃對(duì)a光的折射率較大B玻璃對(duì)a光的臨界角較小Cb光在玻璃中的傳播速度較小Db光在玻璃中的傳播時(shí)間較短解析：選C由圖可知a

7、、b兩入射光線的入射角i1i2，折射角r1r2，由折射率n知玻璃對(duì)b光的折射率較大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；設(shè)玻璃對(duì)光的臨界角為C，sin C，a光的臨界角較大，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；光在介質(zhì)中的傳播速度v，則a光的傳播速度較大，b光的傳播速度較小，故選項(xiàng)C正確；b光的傳播速度小，且通過的路程長，故b光在玻璃中傳播的時(shí)間長，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤5如圖所示，一束光從空氣垂直射到直角棱鏡的AB面上，已知棱鏡材料的折射率為1.4，則這束光進(jìn)入棱鏡后的光路圖應(yīng)為圖中的()解析：選D入射光在界面AB上垂直入射，不發(fā)生偏折，如圖所示，當(dāng)光傳播到AC界面上時(shí)，由圖中幾何關(guān)系可知入射角i160.因介質(zhì)的折射率n1.4，臨界角的正弦值si

8、n iC，可知30iC60.故光線將在界面AC處發(fā)生全反射；當(dāng)光傳播到界面BC處時(shí)，i2302，則()A可能有光線垂直AB面射出B一定有光線垂直BC面射出C一定有光線垂直AC面射出D從AB面和BC面射出的光線能會(huì)聚于一點(diǎn)解析：選BC由于折射率n2，臨界角小于30，射向BC面和AB面的光線都將發(fā)生全反射通過作圖可知，射向BC面的光線經(jīng)反射到達(dá)AB面，再次發(fā)生全反射，垂直AC面射出；射向AB面的光線，一部分經(jīng)全反射射向AC面，然后再次發(fā)生全反射，垂直BC面射出；還有一部分經(jīng)全反射射向BC面，然后再次發(fā)生全反射，垂直AC面射出10.一玻璃磚橫截面如圖所示，其中ABC為直角三角形(AC邊未畫出)，AB

9、為直角邊，ABC45，ADC為一圓弧，其圓心在BC邊的中點(diǎn)此玻璃的折射率為1.5.P為一貼近玻璃磚放置的、與AB垂直的光屏若一束寬度與AB邊長度相等的平行光從AB邊垂直射入玻璃磚，則()A從BC邊折射出一束寬度與BC邊長度相等的平行光B屏上有一亮區(qū)，其寬度小于AB邊的長度C屏上有一亮區(qū)，其寬度等于AC邊的長度D當(dāng)屏向遠(yuǎn)離玻璃磚的方向平行移動(dòng)時(shí)，屏上亮區(qū)先逐漸變小然后逐漸變大解析：選BD設(shè)光在玻璃磚BC面與AC弧面上的臨界角為C，則有sin C，顯然C45，故可知光將在整個(gè)BC面上發(fā)生全反射，也會(huì)在AC弧面上靠近A點(diǎn)和C點(diǎn)附近區(qū)域發(fā)生全反射D點(diǎn)附近的射出光線形成會(huì)聚光束照到光屏P上由以上分析可知

10、B、D選項(xiàng)正確三、非選擇題11一束單色光由左側(cè)射入盛有清水的薄壁圓柱形玻璃杯，圖為過軸線的截面圖，調(diào)整入射角，使光線恰好在水和空氣的界面上發(fā)生全反射已知水的折射率為，求sin 的值解析：如圖所示，當(dāng)光線在水面發(fā)生全反射時(shí)，有sin C當(dāng)光線從左側(cè)射入時(shí)，由折射定律得：n聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)可得sin .答案：12如圖，一個(gè)三棱鏡的截面為等腰直角ABC，A為直角一細(xì)束光線沿此截面所在平面且平行于BC邊的方向射到AB邊上的M點(diǎn)，M、A間距為l.光進(jìn)入棱鏡后直接射到AC邊上，并剛好能發(fā)生全反射試求：(1)該棱鏡材料的折射率？(2)光從AB邊到AC邊的傳播時(shí)間？(已知真空中的光速為c)解析：(1)設(shè)光從AB邊射入時(shí)，折射角為，射到AC面上N點(diǎn)時(shí)，入射角為，光路圖如圖所示：根據(jù)折射定律nsin sin 45，光在AC邊上恰好發(fā)生全反射：nsin 1根據(jù)幾何關(guān)系90，聯(lián)立解得：n.(2)由圖中幾何關(guān)系可得MN之間的距離為：x由(1)可解得：sin 用v表示光在棱鏡內(nèi)的傳播速度n光從AB邊到AC邊的傳播時(shí)間為：t.答案：(1)(2)- 9 -