2025新課改-高中物理-選修第1冊(cè)（21講）18 B全反射 中檔版含答案

2025新課改-高中物理-選修第1冊(cè)（21講）18B全反射中檔版含答案全反射知識(shí)點(diǎn)：全反射一、全反射1．光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)(1)光疏介質(zhì)：折射率較小(填“大”或“小”)的介質(zhì)．(2)光密介質(zhì)：折射率較大(填“大”或“小”)的介質(zhì)．(3)光疏介質(zhì)與光密介質(zhì)是相對(duì)(填“相對(duì)”或“絕對(duì)”)的．2．全反射現(xiàn)象(1)全反射：光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，同時(shí)發(fā)生折射和反射．若入射角增大到某一角度，折射光線完全消失，只剩下反射光線的現(xiàn)象．(2)臨界角：剛好發(fā)生全反射，即折射角等于90°時(shí)的入射角．用字母C表示，光從介質(zhì)射入空氣(真空)時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角C與介質(zhì)的折射率n的關(guān)系是sinC＝eq\f(1,n).(3)全反射發(fā)生的條件①光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)．②入射角等于或大于臨界角．二、全反射棱鏡1．形狀：截面為等腰直角三角形的棱鏡．2．全反射棱鏡的特點(diǎn)：當(dāng)光垂直于它的一個(gè)界面射入后，都會(huì)在其內(nèi)部發(fā)生全反射，與平面鏡相比，它的反射率很高．三、光導(dǎo)纖維1．原理：利用了光的全反射．2．構(gòu)造：由內(nèi)芯和外套兩層組成．內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射．3．光導(dǎo)纖維除應(yīng)用于光纖通信外，還可應(yīng)用于醫(yī)學(xué)上的內(nèi)窺鏡等．4．光纖通信的優(yōu)點(diǎn)是傳輸容量大、衰減小、抗干擾性及保密性強(qiáng)等．技巧點(diǎn)撥一、全反射1．光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)(1)光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)的比較光的傳播速度折射率光疏介質(zhì)大小光密介質(zhì)小大(2)相對(duì)性：光疏介質(zhì)、光密介質(zhì)是相對(duì)的．任何兩種透明介質(zhì)都可以通過(guò)比較光在其中傳播速度的大小或折射率的大小來(lái)判斷誰(shuí)是光疏介質(zhì)或光密介質(zhì)．(3)光疏和光密是從介質(zhì)的光學(xué)特性來(lái)說(shuō)的，并不是它的密度大?。纾凭拿芏缺人?，但酒精和水相比酒精是光密介質(zhì)．2．全反射(1)全反射的條件：①光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)．②入射角大于或等于臨界角．(2)從能量角度來(lái)理解全反射：當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，隨著入射角增大，折射角也增大．同時(shí)折射光線強(qiáng)度減弱，即折射光線的能量減小，反射光強(qiáng)度增強(qiáng)，能量增加，當(dāng)入射角達(dá)到臨界角時(shí)，折射光線強(qiáng)度減弱到零，反射光的能量等于入射光的能量．3．不同色光的臨界角：不同顏色的光由同一介質(zhì)射向空氣或真空時(shí)，頻率越高的光的臨界角越小，越易發(fā)生全反射，說(shuō)明頻率越高的色光在同一種介質(zhì)中的折射率越大．二、全反射棱鏡全反射棱鏡改變光路的幾種情況入射方式項(xiàng)目方式一方式二方式三光路圖入射面ABACAB全反射面ACAB、BCAC光線方向改變角度90°180°0°(發(fā)生側(cè)移)三、光導(dǎo)纖維1．構(gòu)造及傳播原理(1)構(gòu)造：光導(dǎo)纖維是一種透明的玻璃纖維絲，直徑只有幾微米到一百微米，如圖5所示，它是由內(nèi)芯和外套兩層組成的，內(nèi)芯的折射率大于外套的折射率．圖5(2)傳播原理：光由一端進(jìn)入，在兩層的界面上經(jīng)過(guò)多次全反射，從另一端射出，光導(dǎo)纖維可以遠(yuǎn)距離傳播光信號(hào)，光信號(hào)又可以轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，進(jìn)而變?yōu)槁曇簟D像．2．光導(dǎo)纖維的折射率：設(shè)光導(dǎo)纖維的折射率為n，當(dāng)入射角為θ1時(shí)，進(jìn)入光導(dǎo)纖維的光線傳到側(cè)面恰好發(fā)生全反射，則有：sinC＝eq\f(1,n)，n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)，C＋θ2＝90°，由以上各式可得：sinθ1＝eq\r(n2－1).由圖6可知：當(dāng)θ1增大時(shí)，θ2增大，由光導(dǎo)纖維射向空氣的光線的入射角θ減小，當(dāng)θ1＝90°時(shí)，若θ＝C，則所有進(jìn)入光導(dǎo)纖維中的光線都能發(fā)生全反射，即解得n＝eq\r(2).圖6以上是光從光導(dǎo)纖維射向真空時(shí)得到的折射率，由于光導(dǎo)纖維包有外套，外套的折射率比真空的折射率大，因此折射率要比eq\r(2)大些．例題精練1．（2021春?重慶期末）a、b兩束單色光從水中射向空氣發(fā)生全反射時(shí)，a光的臨界角大于b光的臨界角，下列說(shuō)法正確的是（）A．以相同的入射角從空氣斜射入水中，a光的折射角大 B．分別通過(guò)同一雙縫干涉裝置，b光形成的相鄰亮條紋間距大 C．在水中，a光的傳播速度較小 D．通過(guò)同一玻璃三棱鏡，a光的偏折程度大【分析】在光全反射時(shí)，由臨界角與折射率間的關(guān)系判斷兩種色光在介質(zhì)中的折射率的大??；從而由折射定律判斷二者以相同角入射時(shí)的折射角大小；由兩種色光的折射率的大小與頻率的關(guān)系可得二者的頻率關(guān)系，再由雙縫干涉相鄰明文間距公式判斷；由愛因斯坦光電效應(yīng)方程由二者的頻率關(guān)系判斷當(dāng)a光照射某金屬表面能發(fā)生光電效應(yīng)，b光是否也能發(fā)生光電效應(yīng)；由光的偏折程度與折射率的關(guān)系判斷二者的偏折程度大??；【解答】解：A.由于兩束單色光從水中射向空氣發(fā)生全反射時(shí)，a光的臨界角大于b光的臨界角；由臨界角與折射率的關(guān)系：sinC=1n，可知a光的折射率較小，故二者以相同的入射角從空氣斜射入水中時(shí)，由折射定律nB.當(dāng)二者分別通過(guò)同一雙縫干涉裝置時(shí)，由相鄰明文間距：Δx=LC.根據(jù)n=cD.由光的折射率、頻率、偏折程度、波長(zhǎng)的變化規(guī)律可知，折射率越小，其在三棱鏡通過(guò)時(shí)的偏折程度越??；故通過(guò)同一玻璃三棱鏡時(shí)，由于a光的折射率較小，故其偏折程度小，故D錯(cuò)誤。故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查光的全反射、折射、雙縫干涉、光電效應(yīng)的知識(shí)的綜合應(yīng)用，關(guān)鍵掌握光的折射率與波長(zhǎng)、頻率關(guān)系是解題的關(guān)鍵。難度一般。2．（2021春?寶雞期末）一束光從某種介質(zhì)射向空氣時(shí)發(fā)生全反射的臨界角是37°，則該束光在介質(zhì)與空氣中的傳播速度之比是（）A．3：4 B．4：3 C．5：3 D．3：5【分析】根據(jù)臨界角公式sinC=1n．求出折射率，再由光在介質(zhì)中的傳播速度由公式v【解答】解：由題意，根據(jù)臨界角公式sinC=1n，可求得介質(zhì)的折射率n=1故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵要掌握折射率公式n=sinisinr和光在介質(zhì)中的傳播速度公式v=c隨堂練習(xí)1．（2021?鼓樓區(qū)校級(jí)模擬）光纖通信采用的光導(dǎo)纖維由內(nèi)芯和外套組成，如圖所示，一復(fù)色光以入射角θ0射入光導(dǎo)纖維后分為a、b兩束單色光，a、b兩單色光在內(nèi)芯和外套界面發(fā)生全反射，下列說(shuō)法正確的是（）A．內(nèi)芯折射率小于外套的折射率 B．a(chǎn)光光子的能量大于b光光子的能量 C．在內(nèi)芯介質(zhì)中單色光a的傳播速度比b大 D．入射角由θ0逐漸增大時(shí)，b光全反射現(xiàn)象先消失【分析】發(fā)生全反射的條件是：一是光必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，即從折射率大的介質(zhì)射入折射率小的介質(zhì)；二是入射角大于等于臨界角．當(dāng)內(nèi)芯的折射率比外套的大時(shí)，光在界面上才能發(fā)生全反射．根據(jù)全反射的條件，分析入射角θ應(yīng)滿足的條件；根據(jù)偏折程度判斷出折射率的大小，根據(jù)折射率與頻率的關(guān)系先判斷頻率的關(guān)系，然后由E＝hv判斷光子的能量關(guān)系；根據(jù)公式v=c【解答】解：A、發(fā)生全反射的必要條件是：光必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，即從折射率大的介質(zhì)射入折射率小的介質(zhì)，所以當(dāng)內(nèi)芯的折射率比外套的大時(shí)，光在內(nèi)芯與外套的界面上才能發(fā)生全反射，故A錯(cuò)誤；B、由圖可知b光偏轉(zhuǎn)角度大，說(shuō)明光導(dǎo)纖維對(duì)b光的折射率大，根據(jù)光的頻率與折射率的關(guān)系可知b光的頻率大，由E＝hγ可知b光光子的能量大于a光光子的能量，故B錯(cuò)誤；C、光導(dǎo)纖維對(duì)b光的折射率大，根據(jù)公式v=cD、從左端面入射的光線，入射角越大，折射角越大，根據(jù)幾何知識(shí)得知，光線射到內(nèi)芯與外套的界面上時(shí)入射角越小，越不容易產(chǎn)生全反射；b的頻率大，則光導(dǎo)纖維內(nèi)芯相對(duì)于外套的折射率b光也大，根據(jù)sinC=1n，可知b光在光導(dǎo)纖維內(nèi)芯與外套的界面處的臨界角小，所以在入射角由θ故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】解決本題本題的關(guān)鍵掌握發(fā)生全反射的條件，運(yùn)用幾何知識(shí)分析入射角的大小，從而來(lái)理解光纖通信的原理．2．（2021?肥城市模擬）打磨某剖面如圖所示的寶石時(shí)，必須將OP、OQ邊與軸線的夾角θ打磨在θ1＜θ＜θ2的范圍內(nèi)，才能使從MN邊垂直入射的光線，在OP和OQ邊都發(fā)生全反射，僅考慮如圖所示的光線第一次射到OP邊并反射到OQ邊的情況，則下列判斷正確的是（）A．若θ＜θ2，光線會(huì)在OP邊射出 B．若θ＜θ1，光線會(huì)在OP邊發(fā)生全反射 C．若θ＞θ2，光線會(huì)在OP邊發(fā)生全反射 D．若θ＞θ2，光線會(huì)在OQ邊射出【分析】發(fā)生全反射的條件是光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，入射角大于臨界角。根據(jù)條件：θ在θ1＜θ＜θ2的范圍內(nèi)，才能使從MN邊垂直入射的光線，在OP邊和OQ邊都發(fā)生全反射，結(jié)合幾何關(guān)系分析臨界角的范圍，再進(jìn)行判斷?！窘獯稹拷猓簭腗N邊垂直入射，由幾何關(guān)系可知光線射到PO邊上時(shí)的入射角i＝90°﹣θ，據(jù)題：θ在θ1＜θ＜θ2的范圍內(nèi)，才能使從MN邊垂直入射的光線，在OP邊和OQ邊都發(fā)生全反射，說(shuō)明臨界角C的范圍為：90°﹣θ2＜C＜90°﹣θ1。A、由題意，若θ＜θ2，同時(shí)滿足θ1＜θ，則光線不會(huì)在OP邊射出，故A錯(cuò)誤；B、若θ＜θ1，i＝90°﹣θ＞90°﹣θ1＞C，故光線在OP邊會(huì)發(fā)生全反射，故B正確；CD、若θ＞θ2，光線在PO上入射角i＝90°﹣θ＜90°﹣θ2＜C，故光線在OP邊一定不發(fā)生全反射，會(huì)從OP邊射出，而OP邊的反射光在OQ邊上容易發(fā)生全反射，故CD錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵要掌握全反射的條件，靈活應(yīng)用幾何知識(shí)幫助分析入射角的大小，即可進(jìn)行判斷。3．（2021?房山區(qū)一模）關(guān)于光現(xiàn)象下列說(shuō)法正確的是（）A．用光導(dǎo)纖維傳播信號(hào)，是利用了光的全反射原理 B．光電效應(yīng)現(xiàn)象說(shuō)明光具有波動(dòng)性 C．通過(guò)游標(biāo)卡尺兩個(gè)卡腳間狹縫，看到的遠(yuǎn)處日光燈的彩色條紋是光的干涉條紋 D．在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光強(qiáng)度增大，則干涉條紋間距變寬【分析】光導(dǎo)纖維傳播信號(hào)利用了光的全反射原理；光電效應(yīng)現(xiàn)象說(shuō)明光具有粒子性；狹縫所看到的遠(yuǎn)處日光燈的彩色條紋，是光的衍射所致；雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，干涉條紋間距與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)。【解答】解：A、光在光導(dǎo)纖維中傳播信號(hào)，是利用了光的全反射原理，故A正確；B、光電效應(yīng)現(xiàn)象說(shuō)明光具有粒子性，光的干涉與衍射說(shuō)明光具有波動(dòng)性，故B錯(cuò)誤；C、兩枝鉛筆的狹縫所看到的遠(yuǎn)處日光燈的彩色條紋，是光的衍射現(xiàn)象產(chǎn)生的，故C錯(cuò)誤；D、光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，干涉條紋的寬度△x=L故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】該題考查光的全反射、干涉、衍射和光電效應(yīng)現(xiàn)象，掌握干涉條紋間距公式是關(guān)鍵．綜合練習(xí)一．選擇題（共30小題）1．（2021春?墊江縣校級(jí)月考）下列說(shuō)法正確的是（）A．物體做受迫振動(dòng)的頻率等于固有頻率 B．光纖通信利用了光的全反射原理 C．用同一套裝置做楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，光的波長(zhǎng)越大，相鄰兩亮條紋中心間距越小 D．根據(jù)狹義相對(duì)論，物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量小于靜止時(shí)的質(zhì)量【分析】光在科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用，根據(jù)光的特性、受迫振動(dòng)、光的干涉和相對(duì)論判斷現(xiàn)象是否正確．【解答】解：A、物體做受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與其固有周期無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；B、光纖通信利用了光的全反射原理，當(dāng)內(nèi)芯的折射率比外套的大時(shí)，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上才能發(fā)生全反射，故B正確；C、根據(jù)干涉條紋的寬度公式：△x=LD、根據(jù)相對(duì)論物體的質(zhì)量：m=m故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】解本題的關(guān)鍵是知道全反射（是光從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)傳播）、受迫振動(dòng)（其頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率）、光的干涉和相對(duì)論的實(shí)質(zhì)，及其生活實(shí)際中的應(yīng)用．2．（2020秋?泰安期末）如圖所示，圓心為O、半徑為R的半圓形玻璃磚置于水平桌面上，光線從P點(diǎn)垂直界面入射后，恰好在玻璃磚圓形表面發(fā)生全反射；當(dāng)入射角θ＝60°時(shí)，光線從玻璃磚圓形表面出射后恰好與射光平行。已知真空中的光速為c，則（）A．當(dāng)入射角θ＝60°時(shí)，光在玻璃中的傳播時(shí)間為23B．當(dāng)入射角θ＝60°時(shí)，光在玻璃中的傳播時(shí)間為2RcC．OP之間的距離為22RD．OP之間的距離為23【分析】根據(jù)題意畫出光路圖，根據(jù)全反射條件結(jié)合折射定律求解OP、折射率和臨界角C，根據(jù)v=c【解答】解：當(dāng)入射角θ＝60°時(shí)，光線從玻璃磚圓形表面出射后恰好與入射光平行，則出射點(diǎn)A恰好在O點(diǎn)的正上方，而且折射光線與垂直于OP的直線的夾角也等于θ，故光路如圖所示。設(shè)OP之間的距離為d，根據(jù)題意可知，當(dāng)光線從P點(diǎn)垂直界面入射后，恰好在玻璃磚圓形表面發(fā)生全反射，則：n=當(dāng)入射角θ＝60°時(shí)，則：n=由幾何關(guān)系可得：PA=d聯(lián)立解得：d=33R光在玻璃中的傳播時(shí)間：t=可得：t=2R故選：B。【點(diǎn)評(píng)】本題主要是考查了光的折射和光的全反射；解答此類題目的關(guān)鍵是弄清楚光的傳播情況，畫出光路圖，根據(jù)圖中的幾何關(guān)系求出折射角或入射角，然后根據(jù)光的折射定律或全反射的條件列方程求解。3．（2020秋?寧陽(yáng)縣校級(jí)月考）下列有關(guān)光學(xué)現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是（）A．光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，若入射角小于臨界角，則一定發(fā)生全反射 B．光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，其頻率不變，傳播速度變小 C．光可以作為載體來(lái)傳遞信息 D．光在各種介質(zhì)中的速度相同【分析】發(fā)生全反射的必要條件是光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，入射角大于或等于臨界角；光的頻率由光源自身決定，根據(jù)v=c【解答】解：A、發(fā)生全發(fā)射的條件是，光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，且入射角大于或等于臨界角，若入射角小于臨界角，則一定不發(fā)生全反射，故A錯(cuò)誤；B、光從光密介質(zhì)射到光疏介質(zhì)，頻率不變，根據(jù)v=cC、光可以傳遞其振動(dòng)的形式與能量，所以光可以作為載體來(lái)傳遞信息，故C正確；D、介質(zhì)不同，光的傳播速度一般不同，故D錯(cuò)誤。故選：C。【點(diǎn)評(píng)】解決該題的關(guān)鍵是明確全反射的條件，知道光速與折射率之間的關(guān)系式。4．（2020春?皇姑區(qū)校級(jí)月考）關(guān)于光在傳播過(guò)程中所表現(xiàn)的現(xiàn)象，下列說(shuō)法不正確的是（）A．用光導(dǎo)纖維束傳輸圖象和信息，利用了光的全反射原理 B．白光通過(guò)分光鏡在光屏上形成的彩色光帶是光的色散現(xiàn)象 C．光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是一種橫波 D．涂有增透膜的照相機(jī)鏡頭呈淡紫色，說(shuō)明增透膜增強(qiáng)了對(duì)淡紫色光的透色程度【分析】光導(dǎo)纖維是運(yùn)用光的全反射原理；偏振是橫波特有的現(xiàn)象；色散有折射與干涉色散之分，理解增透膜的作用即可求解．【解答】解：A、光導(dǎo)纖維束傳輸圖象和信息是利用了光的全反射原理，故A正確；B、白光通過(guò)分光鏡在光屏上形成的彩色光帶是由于不同色光折射率不同而產(chǎn)生光的色散現(xiàn)象，故B正確；C、偏振是橫波特有的現(xiàn)象，光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是一種橫波，故C正確；D、在選擇增透膜時(shí)，一般是使對(duì)人眼靈敏的綠色光在垂直入射時(shí)相互抵消，這時(shí)光譜中其它頻率的光將大部分抵消，因此進(jìn)入鏡頭的光有很多，但以抵消綠光為主，這樣照相的效果更好。對(duì)于增透膜，有約1.3%的光能量會(huì)被反射，再加之對(duì)于其它波長(zhǎng)的光，給定膜層的厚度是綠光在薄膜中的波長(zhǎng)的14本題選擇不正確，故選：D。【點(diǎn)評(píng)】考查常見的光學(xué)現(xiàn)象，理解光的全反射原理、掌握干涉與衍射、色散的區(qū)別是解答的關(guān)鍵．5．（2020秋?市中區(qū)校級(jí)月考）下列物理知識(shí)說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）A．在真空中傳播的電磁波，頻率越大，波長(zhǎng)越短 B．讓藍(lán)光和綠光通過(guò)同一雙縫干涉裝置，綠光形成的干涉條紋間距較大 C．光纖通信、全息照相及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理 D．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片以減弱玻璃反射光的影響【分析】根據(jù)光速與波長(zhǎng)、頻率的關(guān)系分析；據(jù)光的干涉條紋間距公式△x=Ld【解答】解：A、在真空中傳播的電磁波，傳播速度不變，則v＝λf得，頻率越大的，波長(zhǎng)越短，故A正確。B、讓藍(lán)光和綠光通過(guò)同一雙縫干涉裝置，因藍(lán)光的波長(zhǎng)小于綠光，根據(jù)光的干涉條紋間距公式△x=LdC、全息照相不是利用光的全反射，是利用光的干涉，故C錯(cuò)誤；D、玻璃的反射光屬于偏振光，加偏振片作用是減弱玻璃反射光的影響，故D正確。本題選擇錯(cuò)誤的故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查光的傳播、衍射與干涉現(xiàn)象，掌握電磁波的公式v＝λf，理解偏振片的作用是關(guān)鍵．6．（2020春?慈溪市期末）下列有關(guān)光現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是（）A．照相機(jī)的鏡頭表面鍍有一層膜、全息照相技術(shù)都是應(yīng)用了光的干涉 B．光導(dǎo)纖維內(nèi)芯的折射率比外套的小，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生全反射 C．白光穿過(guò)玻璃磚時(shí)，各單色光傳播速度不相等，紅光速度最小，紫光速度最大 D．在太陽(yáng)光照射下，水面上油膜出現(xiàn)彩色花紋是光的全反射現(xiàn)象【分析】照相機(jī)的鏡頭表面鍍有一層膜是利用薄膜干涉現(xiàn)象，全息照相技術(shù)都是應(yīng)用了光的干涉；當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，入射角大于臨界角時(shí)，光線全部反射回原介質(zhì)的現(xiàn)象叫全反射現(xiàn)象，根據(jù)全反射的條件判斷內(nèi)芯和外套的折射率大??；根據(jù)c＝nv，結(jié)合折射率大小，可知它們的傳播速度的大小；在太陽(yáng)光照射下，水面上油膜出現(xiàn)彩色花紋是薄膜干涉現(xiàn)象?！窘獯稹拷猓篈、照相機(jī)的鏡頭表面鍍有一層膜是利用薄膜干涉現(xiàn)象，全息照相技術(shù)利用光的干涉，而激光相干性好，平行度好、可以成為全息照相的光源，故A正確；B、光導(dǎo)纖維是利用光的全反射現(xiàn)象制成的，根據(jù)全反射的條件可知：光導(dǎo)纖維絲內(nèi)芯材料的折射率比外套材料的折射率大，故B錯(cuò)誤；C、玻璃對(duì)不同的色光的折射率不同，紅色光的折射率最小，紫色光的折射率最大，由v=cD、光在油膜的上下兩個(gè)表面分別發(fā)生反射，兩列反射光在油膜的上表面發(fā)生薄膜干涉，不同色光干涉條紋的間距不同，從而形成彩色花紋，所以這是光的干涉現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】該題考查了光學(xué)中的幾種常見現(xiàn)象，如干涉、全反射以及光的折射，解決該題需明確這些現(xiàn)象的原理，熟記光速公式。7．（2020春?南通期末）2020年5月，我國(guó)第一臺(tái)半導(dǎo)體激光隱形晶圓切割機(jī)研制成功。如圖所示，兩平行細(xì)激光束a、b射向空氣中足夠大的長(zhǎng)方體透明材料的下表面，發(fā)現(xiàn)該材料的上表面只有一處有光線射出，則（）A．激光a的折射率大于激光b的折射率 B．激光a的頻率小于激光b的頻率 C．兩束激光a、b在材料的上表面發(fā)生了干涉 D．有一束激光在材料的上表面發(fā)生了全反射【分析】產(chǎn)生全反射的必要條件是光必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)；由圖知a光的折射率小于b的折射率，折射率大，則頻率也大。由這些知識(shí)進(jìn)行分析?！窘獯稹拷猓篈、只有一束光線射出，說(shuō)明兩束光線在同一個(gè)位置射出時(shí)沿同一方向出來(lái)，根據(jù)玻璃磚的光學(xué)特點(diǎn)可知出射光線與入射光線平行，且發(fā)生了一定側(cè)移，則知a光偏折程度較小，所以a光的折射率小于b的折射率，故A錯(cuò)誤；B、根據(jù)折射率與頻率的關(guān)系，結(jié)合a光的折射率小于b的折射率可知a光的頻率小于b的頻率，故B正確；C、兩束光的頻率不同，不能發(fā)生干涉，故C錯(cuò)誤；D、產(chǎn)生全反射的必要條件是光線必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，且入射角大于等于臨界角。光線從空氣射到玻璃磚上表面的入射角等于下表面上的折射角，不可能大于臨界角，所以在上表面不可能發(fā)生全反射，故D錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】光線通過(guò)平行板玻璃磚后，根據(jù)偏折程度可定性判斷折射率大小，從而進(jìn)一步分析兩種光速度、頻率等等的關(guān)系。要掌握全反射的條件，要加深對(duì)玻璃磚光學(xué)特性的理解。8．（2020春?諸城市期中）光線以45°入射角從玻璃中射到玻璃與空氣的界面上，恰好沒(méi)有光線射到空氣中，則光線在該玻璃中的傳播速度為（）A．1.732×108m/s B．3.000×108m/s C．2.121×108m/s D．3.464×108m/s【分析】根據(jù)全反射的條件求出折射率，由v=c【解答】解：由題，入射角i＝45°時(shí)發(fā)生全反射，則臨界角C＝45°，由sinC=則折射率：n=光在玻璃中的速度為：v=cn=故C正確，ABD錯(cuò)誤故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵是掌握光速公式v=c9．（2020?浙江模擬）下列有關(guān)光現(xiàn)象的說(shuō)法不正確的是（）A．泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象 B．在水中的潛水員斜向上看岸邊的物體，看到的像比物體所處的實(shí)際位置高 C．高反膜對(duì)某頻段的光可達(dá)到接近100%的反射率，其利用的是光的全反射現(xiàn)象 D．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加裝偏振片以減弱玻璃表面反射光的影響【分析】由光的衍射現(xiàn)象：繞過(guò)阻礙物繼續(xù)向前傳播；在光學(xué)器件上鍍上一層厚度為d的薄膜，使強(qiáng)度相等的兩束反射光（或透射光）的光程差滿足干涉加強(qiáng)減弱條件，可以提高光學(xué)器件的透射率或反射率。增加反射率（即反射光的光程差）的薄膜就是高反膜；偏振原理利用光是橫波的特點(diǎn)。【解答】解：A、泊松亮斑是光通過(guò)不透明的小圓盤發(fā)生衍射時(shí)形成的，故A正確；B、由光折射現(xiàn)象可知，在水中的潛水員斜向上看岸邊的物體，看到的物體的像將比物體所處的實(shí)際位置高，故B正確；C、高反膜對(duì)某頻段的光可達(dá)到接近100%的反射率，其利用的是光的薄膜干涉現(xiàn)象，故C不正確；D、由于反射光是偏振光，在拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片以減弱玻璃的反射光，故D正確。本題選擇不正確的，故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查光的衍射與干涉現(xiàn)象以及光的偏振現(xiàn)象，掌握干涉與衍射的特點(diǎn)，理解偏振片的作用是關(guān)鍵。10．（2020春?杭州期末）如圖，一半徑為R的玻璃半球，折射率為1.5，現(xiàn)有一束均勻的平行光垂直入射到整個(gè)半球的底面上，進(jìn)入玻璃半球的光線中不可能直接從半球面出射的百分比為（）A．66.7% B．55.6% C．44.4% D．33.3%【分析】由全反射定理得到可從球面射出的光線的范圍。進(jìn)而得到最大距離，然后求出不可能直接從半球面出射的百分比為?！窘獯稹拷猓鹤鲞^(guò)某一條直徑的剖面圖如圖，設(shè)從底面上A處射入的光線，在球面上發(fā)生折射時(shí)的入射角為i，當(dāng)i等于全反射臨界角ic時(shí)，對(duì)應(yīng)入射光線到光軸的距離最大，設(shè)最大距離為l，則：i＝ic設(shè)n是玻璃的折射率，由全反射臨界角的定義有：nsinic＝l由幾何關(guān)系有：sini=聯(lián)立可得：l=2可以直接從半球面出射的光與其面積成正比，由：S＝πl(wèi)2可以直接從半球面出射的百分比：δ=SS0則不可能直接從半球面出射的百分比為55.6%故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】光只發(fā)生折射，即光不發(fā)生全反射，所以，入射角小于臨界角，由此得到可發(fā)生折射的光線范圍。11．（2020春?淮安區(qū)期中）某種透明液體的折射率為2，關(guān)于全反射下列說(shuō)法正確的是（）A．光從空氣進(jìn)入該液體時(shí)臨界角為30° B．光從空氣進(jìn)入該液體時(shí)臨界角為60° C．光從該液體進(jìn)入空氣時(shí)臨界角為30° D．光從該液體進(jìn)入空氣時(shí)臨界角為60°【分析】發(fā)生全反射的條件是光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，入射角大于等于臨界角?！窘獯稹拷猓喊l(fā)生全反射的條件是光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，即從液體進(jìn)入空氣，全反射臨界角的正弦值sinC=1故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道光發(fā)生全反射的條件：光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，入射角大于等于臨界角，而全反射臨界角的正弦值sinC=112．（2020春?湖北期中）小明同學(xué)在2018年1月31日晚觀看月全食時(shí)，看到了暗淡的“血月”。小明畫了月全食的示意圖，并提出了如下猜想，其中最為合理的是（）A．太陽(yáng)光中的紅光經(jīng)過(guò)地球大氣層最容易發(fā)生全反射，在地球上容易觀察到紅光 B．太陽(yáng)光中的紅光經(jīng)過(guò)地球時(shí)發(fā)生了衍射現(xiàn)象，故月球表面呈暗紅色 C．太陽(yáng)照射到地球的紅光反射到月球，呈暗紅色 D．發(fā)生月全食時(shí)，月球處于地球的本影區(qū)，故月球看上去十分暗淡【分析】發(fā)生月食時(shí)，地球擋住了太陽(yáng)射向月球的光，但是還會(huì)有部分光線通過(guò)地球大氣層發(fā)生折射，所以會(huì)有部分地球大氣層折射后的紅色光射向月亮，這就讓我們看到了“紅月亮”。【解答】解：當(dāng)太陽(yáng)、地球、月球在同一直線上，地球位于太陽(yáng)與月球之間時(shí)，太陽(yáng)發(fā)出的沿直線傳播的光被不透明的地球完全擋住，光線照不到月球上，月球處于地球的本影區(qū)，故月球看上去十分暗淡，在地球上完全看不到月球的現(xiàn)象就是月全食?？吹秸麄€(gè)月亮是暗紅的，是因?yàn)樘?yáng)光中的紅光經(jīng)地球大氣層折射到月球，故D正確，ABC錯(cuò)誤。故選：D。【點(diǎn)評(píng)】解釋本題的關(guān)鍵知道月食的成因，以及出現(xiàn)“紅月亮”的原因。平時(shí)要注意觀察與思考，用我們所學(xué)的物理知識(shí)解釋生活中的物理現(xiàn)象。13．（2020?河北區(qū)二模）兩束單色光A、B的波長(zhǎng)分別為λA、λB，且λA＝2λB，已知普朗克常量為h、光速為c，則下列說(shuō)法正確的是（）A．B光在水中發(fā)生全反射時(shí)的臨界角較大 B．用同一裝置進(jìn)行楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以觀察到B光產(chǎn)生的條紋間距較大 C．A、B兩種光子的動(dòng)量之比為2：1 D．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，單色光A照射某金屬板時(shí)，剛好有光電子從金屬表面逸出。當(dāng)單色光B照射該金屬板時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能為hc【分析】由波長(zhǎng)與頻率、折射率的關(guān)系判斷折射率，然后由折射率與臨界角的關(guān)系判斷；根據(jù)雙縫干涉寬度公式判斷；根據(jù)動(dòng)量與波長(zhǎng)的關(guān)系判斷；根據(jù)光電效應(yīng)方程判斷。【解答】解：A、由于λA＝2λB，可知A的頻率小于B的頻率，則A的折射率小于B的折射率，根據(jù)sinC=1B、根據(jù)△x=LC、光子的動(dòng)量：p=?λ，由于λA＝2λD、在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)Ekm＝hγ﹣W0=?cλ?W0故選：D。【點(diǎn)評(píng)】該題基于光的本性考查光電效應(yīng)、光的雙縫干涉、全反射等知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容，屬于光的本性的綜合，做好這一類的題目，關(guān)鍵是在平時(shí)的學(xué)習(xí)中多加積累。14．（2020?聊城二模）如圖甲所示，這是某學(xué)校科技活動(dòng)小組設(shè)計(jì)的光電煙霧探測(cè)器，當(dāng)有煙霧進(jìn)入探測(cè)器時(shí)，來(lái)自光源S的光會(huì)被煙霧散射進(jìn)入光電管C如圖乙所示。煙霧濃度越大，進(jìn)入光電管C中的光就越強(qiáng)，光射到光電管中的鈉表面時(shí)會(huì)產(chǎn)生光電流，當(dāng)光電流大于10﹣8A時(shí)，便會(huì)觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警。已知鈉的極限頻率為6.0×1014Hz，光速c＝3.0×108m/s，元電荷e＝1.6×10﹣19C，下列說(shuō)法正確的是（）A．要使探測(cè)器正常工作，光源S發(fā)出的光的波長(zhǎng)不能小于5.0×10﹣7m B．探測(cè)器正常工作時(shí)，提高光源發(fā)出光的頻率，就能讓報(bào)警器在煙霧濃度較低時(shí)報(bào)警 C．光電管C中能發(fā)生光電效應(yīng)是因?yàn)楣獍l(fā)生了全反射 D．當(dāng)報(bào)警器報(bào)警時(shí)，鈉表面每秒釋放的光電子數(shù)最少是6.25×1010個(gè)【分析】根據(jù)光電效應(yīng)方程，知光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，入射光的頻率越大，光電子的最大初動(dòng)能越大，然后結(jié)合光電煙霧探測(cè)器的特點(diǎn)，以及電流的定義式分析即可求解?！窘獯稹拷猓篈、根據(jù)逸出功和截止頻率的關(guān)系W0=?vc=?B、光源S發(fā)出的光波能使光電管發(fā)生光電效應(yīng)，那么光源越強(qiáng)，被煙霧散射進(jìn)入光電管C的光越多，越容易探測(cè)到煙霧，即光電煙霧探測(cè)器靈敏度越高，與光源的頻率無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；C、光束遇到煙霧發(fā)生散射，是一種反射現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤；D、光電流等于10﹣8A時(shí)，每秒產(chǎn)生的光電子的個(gè)數(shù)：n=Ite=故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】該題屬于物理知識(shí)在日常生活中的應(yīng)用，解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)方程，知道光電子的數(shù)目與入射光的強(qiáng)度有關(guān)。15．（2020?浙江模擬）已知聲波在兩介質(zhì)分界處傳播遵循的規(guī)律與光的折射規(guī)律類似，可以表達(dá)為n=sinθ1sinθ2=A．v0＝v1＝v2 B．v0＜v1，v0＜v2 C．v0＞v1，v0＜v2 D．v0＞v1，v0＞v2【分析】聲波在這一水層中傳播時(shí)，會(huì)在這一水層的上部、下部發(fā)生全反射現(xiàn)象，根據(jù)全反射發(fā)生的條件分析?！窘獯稹拷猓河深}意聲波在水層的上表面發(fā)生全反射，則：sin90°可知：v0＜v1同理聲波在水層的下表面發(fā)生全反射，則：sin90°可知：v0＜v2故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選：B。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了全反射等光學(xué)概念對(duì)學(xué)生來(lái)講都相對(duì)陌生，在從材料中進(jìn)行挖掘和理解，再進(jìn)一步運(yùn)用到解決問(wèn)題當(dāng)中，有一定難度。16．（2020?恩施市模擬）關(guān)于光的全反射現(xiàn)象，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．只有光從光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)時(shí)，可能發(fā)生全反射 B．全反射臨界角和介質(zhì)的折射率有關(guān) C．全反射反射率比平面鏡反射率高 D．“光纖通信”就是利用了全反射的原理【分析】產(chǎn)生全反射的必要條件是：光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)；根據(jù)光的折射現(xiàn)象分析太陽(yáng)從地平線上升起時(shí)實(shí)際太陽(yáng)的位置；在光的各種現(xiàn)象中光路都是可逆的；根據(jù)臨界角公式sinC=1【解答】解：A、根據(jù)全反射發(fā)生的條件可知，只有光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，可能發(fā)生全反射，故A錯(cuò)誤；B、由臨界角公式sinC=1C、全反射沒(méi)有光線的損失，所以全反射反射率比平面鏡反射率高，故C正確；D、“光纖通信”就是利用了全反射的原理，故D正確。本題選擇錯(cuò)誤的，故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵要不掌握全反射的條件、光路的可逆性原理和臨界角公式，并能運(yùn)用折射分析自然現(xiàn)象，比較簡(jiǎn)單。17．（2020?海南模擬）紅、黃、綠三種單色光以相同的入射角從水中射向空氣，若綠光在界面上恰好發(fā)生全反射，則下列判斷正確的是（）A．黃光一定能發(fā)生全反射 B．紅光一定能發(fā)生全反射 C．黃光在水中的波長(zhǎng)比紅光在水中的波長(zhǎng)長(zhǎng) D．這三種單色光相比，紅光在水中傳播的速率最大【分析】根據(jù)臨界角公式sinθ=1【解答】解：AB、由于紅、黃、綠三種單色光中綠光的折射率最大，紅光的折射率最小，則根據(jù)臨界角公式sinθ=1C、簧光的頻率于紅色的頻率，由λ=cγ可知簧光的波長(zhǎng)小于紅色的波長(zhǎng)，簧光的折射率大于紅色的折射率，由nD、由于紅、黃、綠三種單色光中綠光的折射率最大，紅光的折射率最小，根據(jù)v=c故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查折射率與臨界角的關(guān)系，及能發(fā)生全反射的條件，是基本題。18．（2020春?敘州區(qū)校級(jí)月考）下列說(shuō)法正確的是（）A．單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，縫越寬，條紋越亮，衍射現(xiàn)象越明顯 B．光纖通信，醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都利用了光的全反射原理 C．機(jī)械波傳播過(guò)程中，某質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)向前移動(dòng)一個(gè)波長(zhǎng)的距離 D．地球上的人看來(lái)，接近光速運(yùn)動(dòng)的飛船中的時(shí)鐘變快了【分析】縫越寬，條紋越亮，衍射現(xiàn)象越不明顯；光纖通信、醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理；機(jī)械波傳播過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)不會(huì)隨著波遷移；鐘慢效應(yīng)：運(yùn)動(dòng)的鐘比靜止的鐘走得慢，而且，運(yùn)動(dòng)速度越快，鐘走的越慢，接近光速時(shí)，鐘就幾乎停止了?！窘獯稹拷猓篈、單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，縫越寬，條紋越亮，衍射現(xiàn)象越不明顯，故A錯(cuò)誤；B、光纖通信、醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理，故B正確；C、波在一個(gè)周期內(nèi)向前傳播的距離等于波長(zhǎng)，但介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)不會(huì)隨波遷移，只在各自的平衡位置附近振動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D、根據(jù)鐘慢效應(yīng)知，地球上的人看來(lái)，接近光速運(yùn)動(dòng)的飛船中的時(shí)鐘變慢了，故D錯(cuò)誤。故選：B。【點(diǎn)評(píng)】本題考查波的基礎(chǔ)知識(shí)，要掌握發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件、機(jī)械波的特點(diǎn)、相對(duì)論等知識(shí)，了解什么是鐘慢效應(yīng)。19．（2019秋?濰坊期末）如圖，在某種液體內(nèi)，有一軸截面為正三角形的薄壁透明圓錐罩ABC，底面水平，罩內(nèi)為空氣。發(fā)光點(diǎn)D位于AB中點(diǎn)，發(fā)出的垂直于BC的光恰好不能射出液面。下列說(shuō)法正確的是（）A．D發(fā)出的光照射到CB界面時(shí)可能發(fā)生全反射 B．液面上方能夠看到透明罩所有位置都被照亮 C．液體的折射率為23D．液體的折射率為3【分析】由幾何關(guān)系求出光線在BC面上的入射角，作出光路圖，光線恰好在水平液面上發(fā)生了全反射，入射角等于臨界角C，根據(jù)折射定律和幾何知識(shí)結(jié)合求解?！窘獯稹拷猓篈、D發(fā)出的光照射到CB界面時(shí)，是從光疏介質(zhì)向光密介質(zhì)入射，不能發(fā)生全反射，故A錯(cuò)誤；B、由題，發(fā)光點(diǎn)D發(fā)出的垂直于BC的光垂直于BC恰好不能射出液面，可知點(diǎn)D發(fā)出的垂直于BC的光垂直于BC以下的部分不能射出界面，所以在液面上方不能夠看到透明罩所有位置都被照亮，故B錯(cuò)誤；CD、由幾何關(guān)系可知，發(fā)光點(diǎn)D發(fā)出的垂直于BC的光垂直于BC進(jìn)入液體后，在上邊的界面處的入射角等于60°，恰好不能射出液面，則臨界角為60°，所以折射率：n=1故選：C。【點(diǎn)評(píng)】本題是幾何光學(xué)問(wèn)題，關(guān)鍵要掌握全反射條件及臨界角與折射率的大小關(guān)系sinC=120．（2020?順義區(qū)校級(jí)模擬）如圖所示是某種頻率的光常溫下從真空向介質(zhì)入射時(shí)幾種介質(zhì)對(duì)真空的折射率，由表中數(shù)據(jù)結(jié)合相關(guān)知識(shí)可以知道（）介質(zhì)折射率介質(zhì)折射率金剛石2.42巖鹽1.55二氧化碳1.63酒精1.36玻璃1.5﹣1.8水1.33水晶1.55空氣1.00028A．這種光在玻璃中的速度大于在水中的速度 B．這種頻率的光用同一裝置在水中進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)觀測(cè)的條紋間距大于在空氣中觀測(cè)的條紋間距 C．光密介質(zhì)的密度一定大于光疏介質(zhì)密度 D．這種頻率的光從水晶射入空氣比從水射入空氣更容易發(fā)生全反射【分析】圖中給出的是各種物質(zhì)的相對(duì)折射率信息，判斷在介質(zhì)中的速度要結(jié)合公式v=cn判斷，折射率大光速小；雙縫干涉條紋寬度與波長(zhǎng)成正比，通過(guò)據(jù)v=cn和v＝【解答】解：A、光在玻璃中的折射率大于在水中的折射率，根據(jù)v=cB、根據(jù)v=cn和v＝λf得，cf=nλ，對(duì)于同一種光C、光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)的定義與密度不一樣，酒精密度小于水但折射率卻大于水，因此光密介質(zhì)的密度不一定大于光疏介質(zhì)密度，故C錯(cuò)誤；D、根據(jù)n=1故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查的是光的折射問(wèn)題，要熟練掌握幾個(gè)重要公式﹣﹣v=cn、v＝λf、n=1sinC，光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)根密度概念不對(duì)等，不能混為一談，并非光密介質(zhì)密度就大，對(duì)于同一種光折射率大光速??；雙縫干涉條紋寬度與波長(zhǎng)成正比，通過(guò)據(jù)v=c21．（2020春?本溪縣校級(jí)期末）一束光在兩種介質(zhì)的界面處發(fā)生全反射，下列判斷正確的是（）A．光一定是由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì) B．光一定是由光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì) C．入射角一定大于臨界角 D．入射角一定小于臨界角【分析】發(fā)生全反射的條件是光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，入射角大于等于臨界角，從而即可求解．【解答】解：光在兩種介質(zhì)的界面處發(fā)生全反射，知光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，入射角大于或等于臨界角。故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】考查光的全反射現(xiàn)象，注意解決本題的關(guān)鍵知道光發(fā)生全反射的條件，并理解臨界角的含義．22．（2019秋?杭州期中）如圖所示，將透明長(zhǎng)方體放在空氣中，矩形ABCD是它的一個(gè)截面，將a、b兩種單色細(xì)光束射入到P點(diǎn)，入射角為θ＝45°，AP=1A．在介質(zhì)中b光比a光速度大 B．a(chǎn)光在介質(zhì)中的折射n=5C．若要a光束在AD面上發(fā)生全反射，θ角的范圍應(yīng)滿足π4＜θD．改變?nèi)肷浣铅鹊拇笮?，b光一定可以從AD面射出【分析】根據(jù)折射定律分析折射率的大小，由v=cn分析光在介質(zhì)中速度大小。根據(jù)幾何知識(shí)求出a光在介質(zhì)中的折射角，再由折射定律求出折射率。θ越大，折射角越大。當(dāng)光束進(jìn)入長(zhǎng)方體后恰好射至AD面上D點(diǎn)時(shí)，角θ的值最小，由幾何知識(shí)求出此時(shí)的折射角的正弦值，由折射定律求出角θ的最小值，從而得到【解答】解：A、a光的折射角大于b光的折射角，由折射定律知b光的折射率大于a光的折射率，由v=cB、a光折射后恰好射至AD面上D點(diǎn)，如圖所示。根據(jù)幾何關(guān)系可知：sinα=a光在介質(zhì)中的折射率為：n=sinθC、若要a光束在AD面上發(fā)生全反射，則有：sin（π2?α得：cosα＞sinα=由n=sinθsinα得：sinθ＞62＞D、b光的折射率大于a光的折射率，由sinC=1n知b光的臨界角小于a光的臨界角，但不確定b光臨界角的范圍，因此，改變?nèi)肷浣枪蔬x：C?！军c(diǎn)評(píng)】本題是全反射、折射定律、臨界角等知識(shí)的綜合應(yīng)用，首先要正確作出光路圖，運(yùn)用幾何知識(shí)研究折射角，要掌握全反射的條件和臨界角公式，并能靈活運(yùn)用。23．（2019?西湖區(qū)校級(jí)模擬）在自然界、日常生活和科學(xué)技術(shù)中，有關(guān)光的四種現(xiàn)象，其中與光的全反射有關(guān)的是（）①沙漠中的蜃景②露水珠或噴泉的水珠，在陽(yáng)光照耀下格外明亮③插在水中的筷子看起來(lái)向上折了④應(yīng)用光導(dǎo)纖維傳輸圖象信號(hào)A．①②③ B．①③④ C．①②④ D．②③④【分析】要發(fā)生光的全反射，必須光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，且入射角大于臨界角。例如光從水中進(jìn)入空氣，有可能發(fā)生全反射現(xiàn)象。我們?cè)诎赜吐飞铣？吹角胺接幸惶端?，走進(jìn)時(shí)即沒(méi)有，這就是光的全反射導(dǎo)致【解答】解：①．海市蜃樓是一種由光的折射產(chǎn)生的現(xiàn)象，是由于光在密度不均勻的物質(zhì)中傳播時(shí)，發(fā)生折射而引起的，屬于全反射。故①正確；②．露水珠或噴泉的水珠，在陽(yáng)光照耀下在部分位置發(fā)生全反射，所以格外明亮，故②正確；③．水中的筷子看起來(lái)向上折了，是由于發(fā)生了光的折射。故③錯(cuò)誤；④．由于光導(dǎo)纖維能全反射，故用來(lái)傳輸光信號(hào)、圖象信號(hào)。故④正確；故ABD錯(cuò)誤，C正確，故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】解決該題的關(guān)鍵是熟記全反射現(xiàn)象的概念，要求在平常學(xué)習(xí)是多積累一些對(duì)生活常見的現(xiàn)象的理論解釋；24．（2019春?梅河口市校級(jí)月考）華裔科學(xué)家高錕獲得2009年諾貝爾物理獎(jiǎng)，他被譽(yù)為“光纖通訊之父”。光纖通訊中信號(hào)傳播的主要載體是光導(dǎo)纖維，它的結(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。下列關(guān)于光導(dǎo)纖維的說(shuō)法中正確的是（）A．內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上不能發(fā)生全反射 B．內(nèi)芯的折射率比外套的小，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射 C．在光纖中折射率大的光傳播的速度大 D．在光纖中折射率小的光傳播的速度大【分析】發(fā)生全反射的條件是：一是光必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，即從折射率的介質(zhì)射入折射率小的介質(zhì)；二是入射角大于臨界角。當(dāng)內(nèi)芯的折射率比外套的大時(shí)，光在界面上才能發(fā)生全反射。波長(zhǎng)越長(zhǎng)、頻率越小的光，介質(zhì)對(duì)它的折射率越小，根據(jù)公式v=c【解答】解：AB、當(dāng)內(nèi)芯的折射率比外套的大時(shí)，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上才能發(fā)生全反射。故AB錯(cuò)誤。C、波長(zhǎng)越長(zhǎng)的光，介質(zhì)對(duì)它的折射率n越小，根據(jù)公式v=cD、頻率越大的光，介質(zhì)對(duì)它的折射率n越大，根據(jù)公式v=c故選：D。【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于全反射關(guān)鍵抓住發(fā)生全反射的條件。對(duì)于波長(zhǎng)、頻率與折射率的關(guān)系，可借助光的色散、干涉實(shí)驗(yàn)結(jié)果加深理解、記憶。25．（2019春?邢臺(tái)月考）夏天，柏油路面看上去有“水”，這是由于（）A．光的折射 B．光的全反射 C．光的衍射 D．光的干涉【分析】我們?cè)诎赜吐飞铣？吹角胺接幸惶端?，走進(jìn)時(shí)即沒(méi)有，這就是光的全反射導(dǎo)致?！窘獯稹拷猓合奶?，當(dāng)對(duì)于光照射到柏油馬路面上，從遠(yuǎn)處看格外光亮，馬路面上方空氣不均勻，則滿足光的全反射條件，光線發(fā)生了全反射。故ACD錯(cuò)誤，B正確故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】該題考查常見的光學(xué)現(xiàn)象，屬于物理知識(shí)在日常生活中的應(yīng)用，要注意對(duì)這一部分知識(shí)的積累。26．（2019春?五蓮縣期中）下列現(xiàn)象中，屬于光的全反射現(xiàn)象的是（）A．陽(yáng)光下的鏡子耀眼 B．雨后天邊出現(xiàn)彩虹 C．早晨東方天邊出現(xiàn)紅色朝霞 D．荷葉上的水珠在陽(yáng)光下晶瑩透亮【分析】當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，入射角大于臨界角時(shí)，光線全部反射回原介質(zhì)的現(xiàn)象叫全反射現(xiàn)象。對(duì)照全反射的定義依次分析說(shuō)明?！窘獯稹拷猓篈、陽(yáng)光下的鏡子耀眼是光的鏡面反射，不是全反射涉，故A錯(cuò)誤；B、雨后彩虹屬于光的折射，故B錯(cuò)誤；C、早晨的紅色朝霞是由于空氣的散射作用，故C錯(cuò)誤；D、荷葉上的水珠在陽(yáng)光下晶瑩透亮，是由于光線在水珠中發(fā)生全反射。D項(xiàng)正確；故選：D。【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵要掌握各種光現(xiàn)象形成的原因，知道全反射的定義和產(chǎn)生條件，注意折射與全反射的區(qū)別。27．（2019?海淀區(qū)模擬）光纖主要由折射率較大的纖芯與折射率較小的外套組成。在光纖中傳輸?shù)男盘?hào)是脈沖光信號(hào)。當(dāng)一個(gè)光脈沖從光纖中輸入，經(jīng)過(guò)一段長(zhǎng)度的光纖傳輸之后，其輸出端的光脈沖會(huì)變寬，這種情況較嚴(yán)重（脈沖變寬到一定程度）時(shí)會(huì)導(dǎo)致信號(hào)不能被正確傳輸。引起這一差別的主要原因之一是光通過(guò)光纖纖芯時(shí)路徑長(zhǎng)短的不同（如圖），沿光纖軸線傳輸?shù)墓饫w用時(shí)最短，在兩種介質(zhì)界面多次全反射的光線用時(shí)最長(zhǎng)。為簡(jiǎn)化起見，我們研究一根長(zhǎng)直光纖，設(shè)其內(nèi)芯折射率為n1，外套折射率為n2．在入射端，光脈沖寬度（即光持續(xù)時(shí)間）為△t，在接收端光脈沖寬度（即光持續(xù)時(shí)間）為△t′，△t′＞△t（）A．為了保證光脈沖不從外套“漏”出，內(nèi)芯和包套材料折射率的關(guān)系應(yīng)滿足：n1＜n2 B．內(nèi)芯材料的折射率n1越大，光脈沖將越不容易從外套“漏”出 C．為了盡可能減小△t′和△t的差值，應(yīng)該選用波長(zhǎng)更短的光 D．為了盡可能減小△t′和△t的差值，應(yīng)該減小光纖的直徑【分析】發(fā)生全反射時(shí)光從折射率大的介質(zhì)進(jìn)入折射率小的介質(zhì)，根據(jù)勻速運(yùn)動(dòng)公式求時(shí)間?！窘獯稹拷猓篈、發(fā)生全反射的必要條件是：光必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，即從折射率大的介質(zhì)射入折射率小的介質(zhì)，所以當(dāng)內(nèi)芯的折射率比外套的大時(shí)，光在內(nèi)芯與外套的界面上才能發(fā)生全反射，故n1＞n2，故A錯(cuò)誤；B、根據(jù)sinC=1n1C、D、設(shè)光纖的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則光通過(guò)光纖軸線傳輸用時(shí)最短，光在光纖中的速度為：v=cn1，則最短時(shí)間有：t1=Lv=n1如果θ3就是光在光導(dǎo)纖維全反射的臨界角C，則光在介質(zhì)中的傳播時(shí)間為最長(zhǎng)，有：sinθ3=sinC=1n故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵對(duì)全反射要抓住發(fā)生全反射的條件：光密進(jìn)入光疏，入射角大于臨界角。28．（2019春?湖州期中）光在某種玻璃中的傳播速度是1.5×108m/s，則光由該玻璃射入空氣時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角C為（）A．30° B．45° C．60° D．90°【分析】根據(jù)n=cv求出介質(zhì)的折射率，由sinC【解答】解：介質(zhì)的折射率為：n=cv=故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】n=cv和sinC29．（2018春?平谷區(qū)期中）下面是四種與光有關(guān)的事實(shí)（）①用光導(dǎo)纖維傳播信號(hào)②用透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢查平面的平整度③一束白光通過(guò)三棱鏡形成彩色光帶④水面上的油膜呈現(xiàn)彩色其中，與光的干涉有關(guān)的是A．①④ B．②④ C．①③ D．②③【分析】光導(dǎo)纖維是利用光的全反射的原理傳播光信號(hào)；檢查平面的平整度是利用薄膜干涉；色散是同種玻璃對(duì)不同的單色光的折射率不同造成的；水面上的油膜呈現(xiàn)彩色是薄膜干涉原理。【解答】解：①光導(dǎo)纖維是利用光的全反射的原理傳播光信號(hào)，與光的干涉無(wú)關(guān)。故①錯(cuò)誤。②檢查平面的平整度的原理是經(jīng)過(guò)空氣層的前后兩面反射的光線在標(biāo)準(zhǔn)樣板的下表面疊加發(fā)生薄膜干涉形成干涉條紋，故與光的干涉有關(guān)。故②正確。③白光是復(fù)色光，而同一種玻璃對(duì)不同的單色光的折射率不同，經(jīng)玻璃折射后偏折角不同，即發(fā)生了色散，與光的干涉無(wú)關(guān)。故③錯(cuò)誤。④水面上的油膜呈現(xiàn)彩色是光的干涉現(xiàn)象形成的。故④正確。故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查光學(xué)現(xiàn)象的解釋，需要考生掌握全反射，折射和干涉等光現(xiàn)象，掌握了各種光現(xiàn)象發(fā)生的原理即可順利解決此類題目。30．（2018春?西城區(qū)期末）如圖所示，一束光從介質(zhì)a斜射向介質(zhì)b，在兩種介質(zhì)的分界面上發(fā)生了全反射，下列判斷正確的是（）A．a(chǎn)是光疏介質(zhì)，b是光密介質(zhì) B．光的入射角必須大于或等于臨界角 C．光在介質(zhì)a中的速度大于在介質(zhì)b中的速度 D．該光束一定是單色光【分析】發(fā)生全反射的條件是：一是光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)；二是入射角大于或等于臨界角。根據(jù)這個(gè)條件進(jìn)行分析?！窘獯稹拷猓篈、光從介質(zhì)a射向介質(zhì)b，在a、b介質(zhì)的分界面上發(fā)生了全反射，則a是光密介質(zhì)，b是光疏介質(zhì)。故A錯(cuò)誤。B、對(duì)照全反射的條件知，光的入射角必須大于或等于臨界角，故B正確。C、由上分析得知，a的折射率大于b的折射率，由v=cD、此光可以是單色光，也可以是復(fù)色光。故D錯(cuò)誤。故選：B。【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵是掌握全反射的條件，可以根據(jù)折射定律理解記住，兩個(gè)條件缺一不可。全反射知識(shí)點(diǎn)：全反射一、全反射1．光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)(1)光疏介質(zhì)：折射率較小(填“大”或“小”)的介質(zhì)．(2)光密介質(zhì)：折射率較大(填“大”或“小”)的介質(zhì)．(3)光疏介質(zhì)與光密介質(zhì)是相對(duì)(填“相對(duì)”或“絕對(duì)”)的．2．全反射現(xiàn)象(1)全反射：光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，同時(shí)發(fā)生折射和反射．若入射角增大到某一角度，折射光線完全消失，只剩下反射光線的現(xiàn)象．(2)臨界角：剛好發(fā)生全反射，即折射角等于90°時(shí)的入射角．用字母C表示，光從介質(zhì)射入空氣(真空)時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角C與介質(zhì)的折射率n的關(guān)系是sinC＝eq\f(1,n).(3)全反射發(fā)生的條件①光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)．②入射角等于或大于臨界角．二、全反射棱鏡1．形狀：截面為等腰直角三角形的棱鏡．2．全反射棱鏡的特點(diǎn)：當(dāng)光垂直于它的一個(gè)界面射入后，都會(huì)在其內(nèi)部發(fā)生全反射，與平面鏡相比，它的反射率很高．三、光導(dǎo)纖維1．原理：利用了光的全反射．2．構(gòu)造：由內(nèi)芯和外套兩層組成．內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射．3．光導(dǎo)纖維除應(yīng)用于光纖通信外，還可應(yīng)用于醫(yī)學(xué)上的內(nèi)窺鏡等．4．光纖通信的優(yōu)點(diǎn)是傳輸容量大、衰減小、抗干擾性及保密性強(qiáng)等．技巧點(diǎn)撥一、全反射1．光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)(1)光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)的比較光的傳播速度折射率光疏介質(zhì)大小光密介質(zhì)小大(2)相對(duì)性：光疏介質(zhì)、光密介質(zhì)是相對(duì)的．任何兩種透明介質(zhì)都可以通過(guò)比較光在其中傳播速度的大小或折射率的大小來(lái)判斷誰(shuí)是光疏介質(zhì)或光密介質(zhì)．(3)光疏和光密是從介質(zhì)的光學(xué)特性來(lái)說(shuō)的，并不是它的密度大?。?，酒精的密度比水小，但酒精和水相比酒精是光密介質(zhì)．2．全反射(1)全反射的條件：①光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)．②入射角大于或等于臨界角．(2)從能量角度來(lái)理解全反射：當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，隨著入射角增大，折射角也增大．同時(shí)折射光線強(qiáng)度減弱，即折射光線的能量減小，反射光強(qiáng)度增強(qiáng)，能量增加，當(dāng)入射角達(dá)到臨界角時(shí)，折射光線強(qiáng)度減弱到零，反射光的能量等于入射光的能量．3．不同色光的臨界角：不同顏色的光由同一介質(zhì)射向空氣或真空時(shí)，頻率越高的光的臨界角越小，越易發(fā)生全反射，說(shuō)明頻率越高的色光在同一種介質(zhì)中的折射率越大．二、全反射棱鏡全反射棱鏡改變光路的幾種情況入射方式項(xiàng)目方式一方式二方式三光路圖入射面ABACAB全反射面ACAB、BCAC光線方向改變角度90°180°0°(發(fā)生側(cè)移)三、光導(dǎo)纖維1．構(gòu)造及傳播原理(1)構(gòu)造：光導(dǎo)纖維是一種透明的玻璃纖維絲，直徑只有幾微米到一百微米，如圖5所示，它是由內(nèi)芯和外套兩層組成的，內(nèi)芯的折射率大于外套的折射率．圖5(2)傳播原理：光由一端進(jìn)入，在兩層的界面上經(jīng)過(guò)多次全反射，從另一端射出，光導(dǎo)纖維可以遠(yuǎn)距離傳播光信號(hào)，光信號(hào)又可以轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，進(jìn)而變?yōu)槁曇簟D像．2．光導(dǎo)纖維的折射率：設(shè)光導(dǎo)纖維的折射率為n，當(dāng)入射角為θ1時(shí)，進(jìn)入光導(dǎo)纖維的光線傳到側(cè)面恰好發(fā)生全反射，則有：sinC＝eq\f(1,n)，n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)，C＋θ2＝90°，由以上各式可得：sinθ1＝eq\r(n2－1).由圖6可知：當(dāng)θ1增大時(shí)，θ2增大，由光導(dǎo)纖維射向空氣的光線的入射角θ減小，當(dāng)θ1＝90°時(shí)，若θ＝C，則所有進(jìn)入光導(dǎo)纖維中的光線都能發(fā)生全反射，即解得n＝eq\r(2).圖6以上是光從光導(dǎo)纖維射向真空時(shí)得到的折射率，由于光導(dǎo)纖維包有外套，外套的折射率比真空的折射率大，因此折射率要比eq\r(2)大些．例題精練1．（2021?東昌府區(qū)校級(jí)模擬）如圖，光導(dǎo)纖維由內(nèi)芯和外套兩部分組成，內(nèi)芯折射率比外套的大，光在光導(dǎo)纖維中傳播時(shí)，光在內(nèi)芯和外套的界面上發(fā)生全反射。假設(shè)外套為空氣，一束紅光由光導(dǎo)纖維的一端射入內(nèi)芯，紅光在內(nèi)芯與空氣的界面上恰好發(fā)生全反射，經(jīng)時(shí)間t1從另一端射出；讓另一束綠光也從另一長(zhǎng)度相同的光導(dǎo)纖維的一端射入，綠光在內(nèi)芯與空氣的界面上也恰好發(fā)生全反射，經(jīng)時(shí)間t2從另一端射出。下列說(shuō)法正確的是（）A．內(nèi)芯對(duì)紅光的折射率n1與對(duì)綠光的折射率n2之比為t1B．內(nèi)芯對(duì)紅光的折射率n1與對(duì)綠光的折射率n2之比為t1C．紅光在內(nèi)芯中的傳播速度v1與綠光在內(nèi)芯中的傳播速度v2之比為t1D．紅光在內(nèi)芯中的傳播速度v1與綠光在內(nèi)芯中的傳播速度v2之比為t【分析】光在內(nèi)芯和外套的界面上發(fā)生全反射，所以光在兩種界面處的入射角等于臨界角C，根據(jù)幾何關(guān)系求出光傳播的路程，即可求出光傳播的時(shí)間，再通過(guò)臨界角與折射率的關(guān)系進(jìn)而求折射率和速度?！窘獯稹拷猓篈B、設(shè)光纖長(zhǎng)度為L(zhǎng)，光在界面上恰好發(fā)生全反射，入射角與反射角都等于臨界角C，則光線在光纖內(nèi)傳播如圖，對(duì)于紅光，t1=L1sinC1v1+LCD、v1故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查借助光導(dǎo)纖維考查了光的全反射和光的傳播，抓住光在內(nèi)芯和外套的界面上發(fā)生全反射時(shí)，光在兩種界面處的入射角等于臨界角C這個(gè)條件，此題便迎刃而解。隨堂練習(xí)1．（2020春?南陽(yáng)期中）如圖所示，紅光對(duì)一長(zhǎng)方體透明介質(zhì)的折射率為1.8，一紅色細(xì)光束以入射角θ射到AB面上的P點(diǎn)。若AD足夠長(zhǎng)，下列說(shuō)法正確的是（）A．當(dāng)θ足夠大時(shí)，在P點(diǎn)將發(fā)生全反射 B．當(dāng)θ足夠大時(shí)，光可以從AD面向外射出 C．當(dāng)θ足夠小時(shí)，光可以從AD面向外射出 D．無(wú)論θ多大，光都不能從AD面向外射出【分析】發(fā)生全反射的條件有二：一、光必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)；二、入射角大于等于臨界角。當(dāng)θ接近90°時(shí)，光線射到AD面上的入射角最小，將此入射角與臨界角公式比較，判斷光線能否在AD面上發(fā)生全反射，即可判斷光線能否從AD面向外射出?！窘獯稹拷猓篈、發(fā)生全反射的必要條件是光必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，可知，無(wú)論θ多大，光線在P點(diǎn)都不能發(fā)生全反射，故A錯(cuò)誤；BCD、當(dāng)θ接近90°時(shí)，光線在AB面上的折射角最大，設(shè)為r，光線射到AD面上的入射角最小，設(shè)為i。根據(jù)折射定律得n=sin90°sinr由數(shù)學(xué)知識(shí)可知sini＝cosr=設(shè)全反射臨界角為C，則sinC=可知，sini＞sinr，所以，無(wú)論θ多大，光在AD面上都要發(fā)生全反射，則光都不能從AD面向外射出，故BC錯(cuò)誤，D正確。故選：D。【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵掌握折射定律和全反射的條件，作出臨界光線，對(duì)數(shù)學(xué)幾何能力要求較高，需要加強(qiáng)訓(xùn)練。2．（2019春?河南期中）關(guān)于波下列說(shuō)法正確的有（）A．用光導(dǎo)纖維束傳送信息是光的衍射的應(yīng)用 B．白光通過(guò)三棱鏡在屏上出現(xiàn)彩色條紋是光的一種干涉現(xiàn)象 C．波源勻速靠近一靜止的接收者，接收者接收到的頻率比波源的頻率小 D．露珠的晶瑩透亮現(xiàn)象，是由光的全反射引起的【分析】當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，入射角大于臨界角時(shí)，光線全部反射回原介質(zhì)的現(xiàn)象叫全反射現(xiàn)象；用光導(dǎo)纖維傳播信號(hào)失真小，衰減小，傳輸距離遠(yuǎn)。【解答】解：A、用光導(dǎo)纖維傳播信號(hào)是光的全反射的應(yīng)用，失真小，衰減小，傳輸距離遠(yuǎn)，故A錯(cuò)誤；B、白光通過(guò)三棱鏡在屏上出現(xiàn)彩色條紋是光的一種光的折射現(xiàn)象；故B錯(cuò)誤；C、根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，波源沿直線勻速靠近一靜止接收者，則接收者接收到波信號(hào)的頻率會(huì)比波源頻率高，故C錯(cuò)誤；D、露珠的晶瑩透亮現(xiàn)象，是由于光的全反射形成的，故D正確；故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了光的干涉、光的衍射、光的折射和光的全反射，同時(shí)掌握偏振原理，與多普勒效應(yīng)現(xiàn)象的規(guī)律。綜合練習(xí)一．選擇題（共11小題）1．（2020秋?常州期末）下列說(shuō)法正確的是（）A．物體做受迫振動(dòng)時(shí)，振幅與物體本身無(wú)關(guān) B．光纖通信是激光和光導(dǎo)纖維相結(jié)合實(shí)現(xiàn)的 C．火車以接近光速通過(guò)站臺(tái)時(shí)車上乘客觀察到站臺(tái)上的旅客變矮 D．全息照相技術(shù)是光的衍射原理的具體應(yīng)用【分析】當(dāng)周期性驅(qū)動(dòng)力的頻率和物體的固有頻率相等時(shí)振幅達(dá)到最大，即共振；光纖通信是激光的頻率單一性；全息照片的拍攝利用了光的干涉；根據(jù)尺縮效應(yīng)即可解釋。【解答】解：A、只有當(dāng)周期性驅(qū)動(dòng)力的頻率和物體的固有頻率相等時(shí)振幅達(dá)到最大，即發(fā)生共振；驅(qū)動(dòng)力頻率與系統(tǒng)的自由振動(dòng)的頻率不一定相等，故A錯(cuò)誤；B、光纖通信是激光和光導(dǎo)纖維相結(jié)合的產(chǎn)物，利用了激光的頻率單一性的特點(diǎn)，故B正確；C、根據(jù)尺縮效應(yīng)，沿物體運(yùn)動(dòng)的方向上的長(zhǎng)度將變短，火車以接近光束通過(guò)站臺(tái)時(shí)，車上乘客觀察到站在站臺(tái)上旅客變瘦，而不是變矮，故C錯(cuò)誤；D、全息照片的拍攝利用了光的干涉原理，故D錯(cuò)誤；故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】考查共振現(xiàn)象、光的干涉、及光的相對(duì)論等知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容，理解各種現(xiàn)象的原理，注意激光的各自特點(diǎn)及用途，注意尺縮效應(yīng)的方向是解答的關(guān)鍵。2．（2021春?靜海區(qū)校級(jí)期末）華裔科學(xué)家高錕獲得2009年諾貝爾物理獎(jiǎng)，他被譽(yù)為“光纖通訊之父”。光纖通訊中信號(hào)傳播的主要載體是光導(dǎo)纖維，它的結(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。下列關(guān)于光導(dǎo)纖維的說(shuō)法中正確的是（）A．內(nèi)芯的折射率比外套的小，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射 B．內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射 C．波長(zhǎng)越短的光在光纖中傳播的速度越大 D．頻率越大的光在光纖中傳播的速度越大【分析】發(fā)生全反射的條件是：一是光必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，即從折射率的介質(zhì)射入折射率小的介質(zhì)；二是入射角大于臨界角。當(dāng)內(nèi)芯的折射率比外套的大時(shí)，光在界面上才能發(fā)生全反射。波長(zhǎng)越長(zhǎng)、頻率越小的光，介質(zhì)對(duì)它的折射率越小，根據(jù)公式v=c【解答】解：AB、當(dāng)內(nèi)芯的折射率比外套的大時(shí)，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上才能發(fā)生全反射。故A錯(cuò)誤，B正確；CD、波長(zhǎng)越短的光，頻率越大，介質(zhì)對(duì)它的折射率n越大，根據(jù)公式v=c故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】對(duì)于全反射關(guān)鍵抓住發(fā)生全反射的條件。對(duì)于波長(zhǎng)、頻率與折射率的關(guān)系，可借助光的色散、干涉實(shí)驗(yàn)結(jié)果加深理解、記憶。3．（2020?孝感模擬）如圖所示，一根粗細(xì)均勻的半圓形玻璃棒，折射率為1.5，半徑為R，兩端面A、B均為正方形，寬度為d。令一束平行光垂直于端面A入射，要使入射光線全都從另一端面B射出，則R與d之比的最小值應(yīng)為（）A．2 B．1 C．3 D．1.5【分析】從A端口的最右邊一點(diǎn)發(fā)生全反射，其他的光線就都能發(fā)生全反射。根據(jù)由折射定律和幾何知識(shí)結(jié)合求解?！窘獯稹拷猓簭腁端口的最右邊一點(diǎn)發(fā)生全反射，其他的光線就都能發(fā)生全反射了，由臨界角與折射率的關(guān)系公式可知：sinC=又sinC=解得：R故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查全反射，解題的關(guān)鍵在于題目中幾何關(guān)系的應(yīng)用，只有根據(jù)幾何關(guān)系解出臨界角的正弦才能求出正確結(jié)果。4．（2012?鄂爾多斯一模）如圖所示的長(zhǎng)直光纖，柱芯為玻璃，外層以折射率較玻璃為低的介質(zhì)包覆．若光線自光纖左端進(jìn)入，與中心軸的夾角為θ，則下列有關(guān)此光線傳遞方式的敘述正確的是（）A．不論θ為何值，光線都不會(huì)發(fā)生全反射 B．不論θ為何值，光線都會(huì)發(fā)生全反射 C．θ足夠小時(shí)，光線才會(huì)發(fā)生全反射 D．0足夠大時(shí)，光線才會(huì)發(fā)生全反射【分析】發(fā)生全反射的條件是：一是光必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，即從折射率的介質(zhì)射入折射率小的介質(zhì)；二是入射角大于臨界角．當(dāng)內(nèi)芯的折射率比外套的大時(shí)，光在界面上才能發(fā)生全反射．根據(jù)全反射的條件，分析入射角應(yīng)滿足的條件．【解答】解：根據(jù)發(fā)生全反射的條件是：一是光必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，即從折射率的介質(zhì)射入折射率小的介質(zhì)；二是入射角大于臨界角。當(dāng)θ足夠小時(shí)，則使得入射光的入射角大于臨界角，從而光線會(huì)發(fā)生全反射，故C正確，ABD錯(cuò)誤；故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】解決本題本題的關(guān)鍵掌握發(fā)生全反射的條件和幾何知識(shí)進(jìn)行分析，難度不大．并考查光學(xué)中全反射的相關(guān)問(wèn)題，難度中等．5．（2011?淄博三模）三種透明介質(zhì)疊放在一起，且相互平行，一束光在Ⅰ和Ⅱ兩介質(zhì)的界面上發(fā)生了全反射后，射向Ⅱ和Ⅲ兩介質(zhì)界面，發(fā)生折射如圖所示，設(shè)光在這三種介質(zhì)中的速率v1、v2、v3，則它們的大小關(guān)系是（）A．v1＞v2＞v3 B．v1＞v3＞v2 C．v1＜v2＜v3 D．v2＞v1＞v3【分析】當(dāng)光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)才可能發(fā)生全反射，根據(jù)全反射現(xiàn)象，判斷折射率的大小，確定光速的大?。窘獯稹拷猓簱?jù)題，光在Ⅰ和Ⅱ兩介質(zhì)的界面上發(fā)生了全反射，說(shuō)明Ⅰ的折射率小于Ⅱ的折射率，即n1＜n2．光射向Ⅱ和Ⅲ兩介質(zhì)界面時(shí)發(fā)生了折射，而且折射角大于入射角，說(shuō)明Ⅱ的折射率大于Ⅲ的折射率，即n2＞n3．介質(zhì)Ⅰ與Ⅲ相比較，介質(zhì)Ⅰ的折射率小于介質(zhì)Ⅲ的折射率，即有n1＜n3．所以有n2＞n3＞n1，根據(jù)光在這三種介質(zhì)中的速率公式v=cn得知，光速與折射率成正比，則v1＞v3＞v故選：B。【點(diǎn)評(píng)】本題考查光波等波動(dòng)知識(shí)，光波部分折射定律是重點(diǎn)，全反射是熱點(diǎn)．6．（2010?寶雞二模）下列有關(guān)光現(xiàn)象的說(shuō)法中正確的是（）A．在電磁波譜中最容易發(fā)生衍射的是γ射線 B．光導(dǎo)纖維絲的內(nèi)芯材料的折射率比外套材料的折射率小 C．在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光由綠光改為黃光，則條紋間距變寬 D．在水中的潛水員斜向上看岸邊的物體時(shí)，看到的物體將比物體所處的實(shí)際位置低【分析】雙縫干涉的條紋間距△x=Ld【解答】解：A、波長(zhǎng)越長(zhǎng)，越容易發(fā)生衍射，在電磁波譜中最容易發(fā)生衍射的是無(wú)線電波。故A錯(cuò)誤；B、光導(dǎo)纖維絲的原理是全反射，光導(dǎo)纖維絲的內(nèi)芯材料的折射率比外套材料的折射率大。故B錯(cuò)誤；C、雙縫干涉的條紋間距△x=LdD、由光折射現(xiàn)象可知，看到的物體的像將比物體所處的實(shí)際位置高。故D錯(cuò)誤。故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】該題中掌握了雙縫干涉的條紋間距與L、d和λ之間的關(guān)系△x=Ld7．（2010秋?臨沂校級(jí)月考）華裔科學(xué)家高錕因發(fā)明“光導(dǎo)纖維”而獲得諾貝爾獎(jiǎng)，高錕的研究為人類進(jìn)入光纖通訊的新紀(jì)元打開了大門．如圖所示，a、b兩束單色光合在一起同時(shí)從光導(dǎo)纖維的左端面垂直射入，其中a單色光先射出右端面，則下列判斷正確的是（）A．a(chǎn)光的頻率高于b光的頻率 B．a(chǎn)光的折射率比b光的折射率大 C．a(chǎn)光在真空中的速度大于b光在真空中的速度 D．a(chǎn)光在真空中的波長(zhǎng)大于b光在真空中的波長(zhǎng)【分析】根據(jù)光在介質(zhì)中傳播速度v=c【解答】解：由題意可知，a、b兩束單色光合在一起同時(shí)從光導(dǎo)纖維的左端面垂直射入，a單色光先射出右端面，則說(shuō)明a光在介質(zhì)中傳播速度較大，根據(jù)公式v=cA、因此a光的頻率低于b光的頻率，故A錯(cuò)誤；B、a光的折射率比b光的折射率小，故B錯(cuò)誤；C、a光在真空中的速度等于b光在真空中的速度，故C錯(cuò)誤；D、根據(jù)λ=c故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】考查光的傳播過(guò)程中，折射率與傳播速度的關(guān)系，理解波長(zhǎng)與頻率的關(guān)系，注意使用假設(shè)法可降低解題的難度．8．下列說(shuō)法正確的是（）A．光纖通信、全息照相及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理 B．一個(gè)單擺在海平面上的振動(dòng)周期為T，那么將其放在高山之巔，其振動(dòng)周期一定變小 C．在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光由紅光改為綠光，則干涉條紋間距變小 D．X射線在磁場(chǎng)中能偏轉(zhuǎn)，穿透能力強(qiáng)，可用來(lái)進(jìn)行人體透視【分析】根據(jù)光的干涉與全反射原理及其應(yīng)用分析判定。根據(jù)單擺周期公式T＝2πLg光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，則干涉條紋間距隨著波長(zhǎng)越長(zhǎng)而變寬。X射線不帶電，穿透能力強(qiáng)?！窘獯稹拷猓篈、光纖通信和醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡的工作原理是光的全反射，但全息照相不是利用全反射，利用了光的干涉，故A錯(cuò)誤；B、單擺的周期公式：T＝2πLgC、光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光由紅光改為綠光，由于波長(zhǎng)變短，根據(jù)公式：△x=LdD、X射線穿透力較強(qiáng)，但它不帶電，不能在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)，故D錯(cuò)誤。故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】此題考查了光的干涉、全反射、單擺周期，X射線等相關(guān)知識(shí)，解題的關(guān)鍵是明確全反射的應(yīng)用，理解單擺的周期公式，注意干涉條紋間距公式的內(nèi)容。9．（2021春?西城區(qū)校級(jí)期末）兩種單色光，從玻璃射向空氣時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角分別是C1、C2，且C1＜C2，這兩種單色光在玻璃中的傳播速度v1、v2，波長(zhǎng)λ1、λ2，它們的光子能量E1、E2，則下列比較結(jié)論正確的是（）A．v1＜v2，λ1＜λ2，E1＞E2 B．v1＞v2，λ1＜λ2，E1＜E2 C．v1＜v2，λ1＞λ2，E1＜E2 D．v1＞v2，λ1＞λ2，E1＞E2【分析】根據(jù)光的全反射臨界角公式sinC=1n分析折射率的大小。根據(jù)公式v【解答】解：根據(jù)光的全反射臨界角公式sinC=1n分析知，C1＜C2．則有n1結(jié)合v=cn，則有v1根據(jù)折射率越大，波長(zhǎng)越小，頻率越大，光子能量越大，知有λ1＜λ2，E1＞E2．故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選：A。【點(diǎn)評(píng)】本題的關(guān)鍵是掌握全反射臨界角公式sinC=110．（2021春?棗強(qiáng)縣校級(jí)月考）國(guó)內(nèi)最長(zhǎng)的梅溪湖激光音樂(lè)噴泉采用了世界一流的噴泉、燈光和音響設(shè)備。假設(shè)噴泉的水池中某一彩燈發(fā)出的一條光線在水面的入射角為30°，從水面上射出時(shí)的折射角是45°．則下列說(shuō)法正確的是（）A．光在水面發(fā)生全反射的臨界角為30° B．光在水面發(fā)生全反射的臨界角為60° C．被水池中7m深處的一彩燈（視為點(diǎn)光源）照亮的水面面積約為25m2 D．被水池中7m深處的一彩燈（視為點(diǎn)光源）照亮的水面面積約為22m2【分析】通過(guò)光在水面上的入射角和折射角，根據(jù)折射定律求出水的折射率大小，根據(jù)sinC=1做出光路圖，求出光線射出點(diǎn)與光源之間的水平距離，然后由圓面積的公式即可求出?！窘獯稹拷猓篈B、由于i＝45°，r＝30°，根據(jù)折射定律n=得：n=剛好全反射，有n=解得：C＝45°，故AB錯(cuò)誤；CD、被水池中7m深處的一彩燈（視為點(diǎn)光源）照亮的水面，做出光路圖如圖，由幾何知識(shí)得：sinC=又：S＝πR2聯(lián)立解得：S＝22m2，故C錯(cuò)誤，D正確。故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握光的折射定律n=sinisinr，以及臨界角與折射率的關(guān)系sinC11．（2021春?雨城區(qū)校級(jí)期中）2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予英國(guó)華裔物理學(xué)家高錕，以表彰他在光纖通信研究中的突出貢獻(xiàn)。光纖通信是利用了光的全反射的原理，光導(dǎo)纖維由內(nèi)芯和外套兩層組成。下列有關(guān)光導(dǎo)纖維的說(shuō)法中正確的是（）A．內(nèi)芯的折射率比外套大，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，可以對(duì)內(nèi)芯起保護(hù)作用【分析】光導(dǎo)纖維內(nèi)芯和外套材料不同，所以具有不同的折射率。要想使光的損失最小，光在光導(dǎo)纖維里傳播時(shí)一定要發(fā)生全反射?！窘獯稹拷猓喝瓷涞臈l件是光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，入射角大于等于臨界角；所以內(nèi)芯的折射率大于外套的折射率，光傳播時(shí)在內(nèi)芯和外套的界面上發(fā)生全反射，故A正確，BCD錯(cuò)誤；故選：A。【點(diǎn)評(píng)】考查光的全反射的條件，理解從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，同時(shí)注意入射角大于臨界角。二．多選題（共10小題）12．（2020秋?湖南月考）下列說(shuō)法正確的是（）A．光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)中時(shí)，其頻率保持不變 B．在合適條件下，電磁波和機(jī)械波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象 C．光從空氣射入水中時(shí)，也可能發(fā)生全反射現(xiàn)象 D．紫外線比紅外線的頻率高，同一光學(xué)材料對(duì)紫外線的折射率更大 E．對(duì)于同一雙縫干涉裝置，紅光的干涉條紋寬度小于紫光的干涉條紋寬度【分析】明確光的性質(zhì)，知道頻率是由波源決定的，一切波均具有干涉和衍射現(xiàn)象；明確全反射發(fā)生的條件是由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)；知道同一光學(xué)材料對(duì)頻率大的光折射率越大，同時(shí)明確電磁波譜的基本內(nèi)容，知道紅外線的頻率比紫外線?。粫?huì)用同一雙縫干涉裝置條紋間距公式△x=L【解答】解：A、光的傳播頻率由光源決定，故光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)頻率不變，故A正確；B、干涉、衍射是波所特有的現(xiàn)象，在合適的條件下，電磁波和機(jī)械波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象，故B正確；C、光從空氣射入玻璃時(shí)是從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)，不可能發(fā)生全反射，故C錯(cuò)誤；D、根據(jù)電磁波譜可知紅外線頻率比紫外線低，同一光學(xué)材料對(duì)頻率大的光折射率越大，故同一光學(xué)材料對(duì)紫外線的折射率更大，故D正確；E、根據(jù)電磁波譜可知，紅光的波長(zhǎng)大于紫光的波長(zhǎng)，由△x=L故選：ABD?！军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道電磁波和機(jī)械波的特點(diǎn)，并且知道它們的共性和區(qū)別，同時(shí)明確光的發(fā)生全反射的條件以及光的干涉條紋間距公式。13．（2020?浙江模擬）A、B兩種單色光從水中射向空氣，發(fā)生全反射的臨界角分別為α、β，α＞β，下列說(shuō)法正確的是（）A．A、B分別用同一套雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，A光的干涉條紋間距比B光大 B．A光在水中的傳播速度比B光小 C．用強(qiáng)度相同的A、B光束照射同一種金屬，都有光電子飛出，則A光的飽和電流大，B光的遏止電壓大 D．A光子的動(dòng)量比B光子大【分析】根據(jù)光的臨界角與折射率的關(guān)系比較光的折射率大小，從而比較出光的波長(zhǎng)和頻率大小，根據(jù)v=cn比較光在水中的速度。根據(jù)E＝hγ分析光子能量的大小。根據(jù)sinC【解答】解：光在兩種介質(zhì)的界面處發(fā)生全反射時(shí)，sinC=1n，由題，A、B兩種單色光從水中射向空氣，發(fā)生全反射的臨界角分別為α、β，α＞A、A光的折射率較小，則波長(zhǎng)較長(zhǎng)，而雙縫干涉條紋間距與波長(zhǎng)成正比，則A光的條紋間距大于B光的條紋間距，故A正確；B、A光的折射率較小，根據(jù)v=cC、A的頻率小，強(qiáng)度相同的A、B光束中A的光子個(gè)數(shù)多；由：eUc＝Ekm＝hγ﹣W0，可知用強(qiáng)度相同的A、B光束照射同一種金屬，都有光電子飛出，則A光的飽和電流大，B光的遏止電壓大，故C正確；D、光子的動(dòng)量：p=?故選：AC?！军c(diǎn)評(píng)】解決本題的突破口在于通過(guò)光的偏折程度比較出光的折射率，知道折射率、頻率、波長(zhǎng)、在介質(zhì)中速度等大小關(guān)系。14．（2020?山東）截面為等腰直角三角形的三棱鏡如圖甲所示。DE為嵌在三棱鏡內(nèi)部緊貼BB′C′C面的線狀單色可見光光源，DE與三棱鏡的ABC面垂直，D位于線段BC的中點(diǎn)。圖乙為圖甲中ABC面的正視圖。三棱鏡對(duì)該單色光的折射率為2，只考慮由DE直接射向側(cè)面AA'C'C的光線。下列說(shuō)法正確的是（）A．光從AA′C′C面出射的區(qū)域占該側(cè)面總面積的12B．光從AA′C′C面出射的區(qū)域占該側(cè)面總面積的13C．若DE發(fā)出的單色光頻率變小，AA′C′C面有光出射的區(qū)域面積將增大 D．若DE發(fā)出的單色光頻率變小，AA′C′C面有光出射的區(qū)域面積將減小【分析】根據(jù)sinC=1【解答】解：AB、由題意可知：sinC=1n=因此光線只能從MC段射出，根據(jù)幾何關(guān)系可知，M恰好為AC的中點(diǎn)，因此在平面上有一半的面積有光線射出，故A正確，B錯(cuò)誤；CD、由于頻率越高，折射率越大，當(dāng)光源發(fā)出的光的頻率變小，折射率也會(huì)變小，導(dǎo)致臨界角會(huì)增大，這時(shí)M點(diǎn)上方也會(huì)有光線出射，因此出射光線區(qū)域的面積將增大，故C正確，D錯(cuò)誤。故選：AC。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了全反射、折射定律、臨界角等是幾何光學(xué)問(wèn)題，解決本題的關(guān)鍵是抓住臨界狀態(tài)，作出光路圖，借助幾何關(guān)系求解。15．（2021春?蘭陵縣期中）如圖所示，一個(gè)折射