2019_2020学年高中物理第4章光的折射与全反射第2节光的全反射第3节光导纤维及其应用随堂演练鲁科版选修3_4.doc

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1、第2节光的全反射第3节光导纤维及其应用1.关于全反射，下列叙述中正确的是（　　）A.发生全反射时仍有折射光线，只是折射光线非常弱B.光从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射现象C.光从光密介质射向光疏介质时，可能不发生全反射现象D.光从光疏介质射向光密介质时，可能发生全反射现象解析：选C.发生全反射时折射光线的能量为零，折射光线消失，所以选项A错误；发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角，二者缺一不可，所以选项B、D错误，选项C正确.2.某种介质对空气的折射率是，一束光从该介质射向

2、空气，入射角是60°，则下列光路图中正确的是（图中Ⅰ为空气，Ⅱ为介质）（　　）解析：选D.由题意知，光由光密介质射向光疏介质，由sinC＝＝，得C＝45°<60°，故光在两介质的界面上会发生全反射，只有反射光线，没有折射光线，故选项D正确.3.关于光纤的说法，正确的是（　　）A.光纤是由高级金属制成的，所以它比普通电线容量大B.光纤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.光纤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，光纤必须呈笔直状态

3、，因为弯曲的光纤是不能传导光的解析：选C.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，且由内芯和外套两层组成，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C正确，A、B、D错误.4.如图，一半径为R的玻璃半球，O点是半球的球心，虚线OO8′表示光轴（过球心O与半球底面垂直的直线）.已知玻璃的折射率为1.5.现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射

4、出（不考虑被半球的内表面反射后的光线）.求：（1）从球面射出的光线对应的入射光线与光轴距离的最大值；（2）距光轴的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离.解析：（1）如图，从底面上A处射入的光线，在球面上发生折射时的入射角为i，当i等于全反射临界角iC时，对应入射光线到光轴的距离最大，设最大距离为l.i＝iC①设n是玻璃的折射率，由全反射临界角的定义有nsiniC＝1②由几何关系有sini＝③联立①②③式并利用题给条件，得l＝R.④（2）设与光轴相距的光线在球面B点发生折射时的入射角和折射角分别为i1和r1，

5、由折射定律有nsini1＝sinr1⑤设折射光线与光轴的交点为C，在△OBC中，由正弦定理有＝⑥由几何关系有∠C＝r1－i1⑦sini1＝⑧联立⑤⑥⑦⑧式及题给条件得OC＝R≈2.74R.答案：见解析[课时作业]一、单项选择题81.下列现象中，属于光的全反射现象的是（　　）A.阳光下的镜子耀眼B.雨后天边出现彩虹C.早晨东方天边出现红色朝霞D.荷叶上的水珠在阳光下晶莹透亮解析：选D.彩虹的产生是由于光的折射及反射，朝霞的产生是光发生色散，水珠晶莹透亮是由于光的全反射.2.如图所示，一束光从空气垂直射到直角棱镜的AB

6、面上，已知棱镜材料的折射率为，则这束光进入棱镜后的光路图应为（　　）解析：选D.光线垂直AB面射入，在到达AC面上时入射角i＝60°，因光线的临界角C满足sinC＝，C＝45°，i>C，所以光线在AC面发生全反射；光线到达BC面上的入射角i′＝30°，由于i′

7、边上，并刚好能发生全反射.该棱镜材料的折射率为（　　）A.　　　　　　　　　B．C.D．解析：选A.根据折射率定义有：sin∠1＝nsin∠2，nsin∠3＝1，已知∠1＝45°，∠2＋∠3＝90°，解得n＝.故选项A正确.84.光纤通信是一种现代化的通信手段，它可以为客户提供大容量、高速度、高质量的通信服务，为了研究问题方便，我们将光导纤维简化为一根长直玻璃管，如图所示.设此玻璃管长为L，折射率为n.已知从玻璃管左端面射入玻璃内的光线在玻璃管的侧面上恰好能发生全反射，最后从玻璃管的右端面射出.设光在真空中的传播速

8、度为c，则光通过此段玻璃管所需的时间为（　　）A.B．C.D．解析：选A.用C表示临界角，则有sinC＝，光在玻璃管中的传播速度为v＝，光在玻璃管中传播所用时间为t＝＝＝，故A正确.5.如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方.一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带.若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入