2013屆高三物理總復(fù)習(xí)一輪課時(shí)作業(yè) 光的全反射　光導(dǎo)纖維 新人教版

1、PAGE PAGE 5用心 愛心 專心新課標(biāo)人教版2013屆高三物理總復(fù)習(xí)一輪課時(shí)作業(yè)課時(shí)作業(yè)44光的全反射光導(dǎo)纖維時(shí)間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(8864)1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1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1所示效果的是() 圖1解析：四個(gè)選項(xiàng)產(chǎn)生的光路效果如下圖2所示：由上圖可知選項(xiàng)B正確圖2答案：B2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光纖通信是利用光作

2、為載體來傳遞信息B光導(dǎo)纖維傳遞光信號是利用光的衍射原理C光導(dǎo)纖維傳遞光信號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：光導(dǎo)纖維是一種非常細(xì)的特制玻璃絲，直徑只有幾微米到一百微米之間，由內(nèi)芯和外套組成，內(nèi)芯的折射率大，其原理是光傳播時(shí)在兩個(gè)界面處發(fā)生全反射，故D對，B、C錯(cuò)光是一種電磁波，它像無線電波一樣，作為一種載體來傳遞信息，A對答案：AD3如圖3所示，一束白光通過玻璃棱鏡發(fā)生色散現(xiàn)象，下列說法正確的是()圖3A紅光的偏折最大，紫光的偏折最小B紅光的偏折最小，紫光的偏折最大C玻璃對紅光的折射率比紫光大D玻璃對紫光的傳播速度比紅光大解析：求解本題，分清折射率的大小是

3、關(guān)鍵，白光通過玻璃棱鏡發(fā)生色散，是由于各種色光在玻璃中的折射率不同，對紅光和紫光來說，玻璃對紫光的折射率大，紫光在玻璃中的偏折大，在玻璃中的傳播速度小答案：B4如圖4所示，放在空氣中折射率為n的平行玻璃磚，上、下表面M和N平行，P、Q兩個(gè)側(cè)面相互平行且與M、N垂直一束光射到表面M上(光束不與M平行)，則()圖4A如果入射角大于臨界角，光在表面M發(fā)生全反射B無論入射角多大，光在表面M都不會發(fā)生全反射C光可能在表面N發(fā)生全反射D由于M與N平行，光只要通過M就不可能在表面N發(fā)生全反射解析：如圖5甲所示，光射到表面M的入射角為i(i90)，折射角為r，則sinreq f(sini,n)eq f(1,n

4、)sinC.由于M、N相互平行，故表面N的入射角irC，也就是說光只要通過M就不可能在表面N發(fā)生全反射圖5答案：BD5在完全透明的水下某深處，放一點(diǎn)光源，在水面上可見到一個(gè)圓形的透光圓面，若透光圓面的半徑勻速增大，則光源正()A加速上升B加速下降C勻速上升 D勻速下降解析：所形成的透光圓面是由于全反射造成的，如圖6甲所示，圓面的邊緣處是光發(fā)生全反射的位置，即iC.圖6若光源向上移動，只能導(dǎo)致透光圓面越來越小，所以光源只能向下移動如圖6乙所示，取時(shí)間t，則透光圓面半徑的擴(kuò)大量為svt.由幾何知識可得：hscosCvtcosC設(shè)這段時(shí)間內(nèi)，光源下移的距離為L.由幾何關(guān)系可知：Leq f(h,sin

5、C)vtcotC由上面的表達(dá)式可知：vtcotC為定值，L與t成正比關(guān)系，滿足勻速運(yùn)動條件，所以，光源向下勻速運(yùn)動答案：D6酷熱的夏天，在平坦的柏油公路上，你會看到在一定的距離之外，地面顯得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎還能看到遠(yuǎn)處車、人的倒影但當(dāng)你靠近“水面”時(shí)，它卻隨你的靠近而后退對此現(xiàn)象正確的解釋是()A這是光在空氣中沿直線傳播而形成的B“水面”不存在，是由于酷熱難耐，人產(chǎn)生的幻覺C太陽輻射地面，使地表空氣溫度升高，折射率大，發(fā)生全反射D太陽輻射地面，使地表空氣溫度升高，折射率小，發(fā)生全反射解析：可粗略地認(rèn)為地表空氣是由許多水平的氣層組成，由于太陽輻射，越接近地表空氣折射率越小，光線從上

6、一氣層進(jìn)入下一氣層時(shí)就要偏離法線方向，入射角逐漸增大，直至發(fā)生全反射，故D選項(xiàng)說法正確答案：D7.如圖7所示，有一束平行于等邊三棱鏡截面ABC的單色光從空氣射向E點(diǎn)，并偏折到F點(diǎn)已知入射方向與邊AB的夾角為30，E、F分別為邊AB、BC的中點(diǎn)，則()圖7A該棱鏡的折射率為eq r(3)B光在F點(diǎn)發(fā)生全反射C光從空氣進(jìn)入棱鏡，波長變小D從F點(diǎn)出射的光束與入射到E點(diǎn)的光束平行解析：本題考查折射率和全反射的有關(guān)知識，意在考查考生運(yùn)用幾何光學(xué)知識解決問題的能力由幾何知識可知三角形EBF為等邊三角形，故從E點(diǎn)入射的光線，入射角為60，折射角為30，由折射定律可知neq f(sin60,sin30)eq

7、r(3)，A正確；光射在F點(diǎn)時(shí)，入射角為30，故不發(fā)生全反射，折射角為60，BD錯(cuò)；光從空氣中進(jìn)入棱鏡中，光速減小，而光的頻率不變，所以光在棱鏡中的波長變小，C正確答案：AC8.如圖8所示，空氣中有一橫截面為半圓環(huán)的均勻透明柱體，其內(nèi)圓半徑為r，外圓半徑為R，Req r(2)r.現(xiàn)有一束單色光垂直于水平端面A射入透明柱體，只經(jīng)過兩次全反射就垂直于水平端面B射出設(shè)透明柱體的折射率為n，光在透明柱體內(nèi)傳播的時(shí)間為t，若真空中的光速為c，則()圖8An可能為eq r(3) Bn可能為2Ct可能為eq f(2r(2)r,c) Dt可能為eq f(4.8r,c)解析：本題考查幾何光學(xué)的基本原理折射定律和

8、反射規(guī)律，意在考查考生的理解能力、推理能力和分析綜合能力根據(jù)題意可畫出光路圖如圖9所示，則兩次全反射時(shí)的入射角均為45，所以全反射的臨界角C45，折射率neq f(1,sin45)eq r(2)，A、B項(xiàng)均正確；波在介質(zhì)中的傳播速度veq f(c,n)eq f(c,r(2)，所以傳播時(shí)間teq f(x,v)eq f(4r(2)r,c)，CD項(xiàng)均錯(cuò)誤圖9答案：AB二、計(jì)算題(31236)9.一束單色光由左側(cè)射入盛有清水的薄壁圓柱形玻璃杯，圖10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eq f(4,3)，求sin的值。圖10解析：圖11當(dāng)光線在水面發(fā)生全

9、反射時(shí)，有sinCeq f(1,n)當(dāng)光線從左側(cè)射入時(shí)，由折射定律eq f(sin,sin(f(,2)C)n聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)可得sineq f(r(7),3)答案：eq f(r(7),3)10.如圖12所示，AB為一長L30 km的光導(dǎo)纖維，一束光線從端面A射入，在側(cè)面發(fā)生全反射，最后從B端面射出已知光導(dǎo)纖維的折射率n1.35，光線從纖維內(nèi)側(cè)面向外射出時(shí)，臨界角的正弦值為0.9，設(shè)在側(cè)面發(fā)生全反射的光線從A端傳播到B端所需時(shí)間為t，求t的最小值和最大值圖12解析：光線在光導(dǎo)纖維中傳播的時(shí)間取決于光沿AB方向的分速度大小，這與入射角的大小有關(guān)設(shè)光在光導(dǎo)纖維中傳播的速度為v，則當(dāng)入射角10時(shí)，光在

10、光導(dǎo)纖維中沿AB方向直線傳播，此時(shí)時(shí)間最短，為：tmineq f(L,v)，又veq f(c,n)可得：tmineq f(Ln,c)1.35104 s當(dāng)入射角恰能使光線在光導(dǎo)纖維側(cè)面發(fā)生全反射時(shí)，光在沿AB方向分速度最小，對應(yīng)時(shí)間最長，為：tmzxeq f(L,vsin)1.5104 s答案：1.35104 s1.5104 s11.某種液體的折射率為eq r(2)，在其液面下有一可繞垂直紙面O軸勻速轉(zhuǎn)動的平面鏡OA，OA的初始位置與液面平行，如圖13所示在液面與平面鏡間充滿自左向右的平行光線若在平面鏡逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一周的過程中，光線射入空氣中的時(shí)間為2 s試問：圖13(1)平面鏡由初始位置轉(zhuǎn)過多大角度時(shí)，光線開始進(jìn)入空氣？(2)平面鏡轉(zhuǎn)過角度在多大之間時(shí)光線能進(jìn)入空氣，并求其轉(zhuǎn)動的角速度解析：(1)設(shè)臨界角為C，則sinCeq f(1,n)，所以C45.根據(jù)反射定律