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1、2019-2020年高中物理4.6全反射与光导纤维自我小测沪科版选修3-41光纤通信是一种现代通信手段,它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务。目前,我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络。下列说法正确的是( )A.光纤通信利用光作为载体来传递信息B.光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理C.光导纤维传递光信号是利用光的色散原理D.目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝2如图所示,一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气,在界面上的入射角为45°。下面四个光路图中,正确的是( )3下图所示是一个圆柱体棱镜的截面图,图中E、F、G
2、、H将半径OM分成5等份,虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON,ON边可吸收到达其上的所有光线。已知该棱镜的折射率n=,若平行光束垂直入射并覆盖OM,则光线( )A.不能从圆弧射出B.只能从圆弧射出C.能从圆弧射出D.能从圆弧射出4一激光发光功率为P,发出的激光在折射率为n的介质中波长为λ,c表示光在真空中的速度,下列说法中正确的是( )A.该光在真空中的波长为nλB.该光在真空中的波长为λ/nC.该光的频率为c/λD.该光的频率为c/nλ5彩虹是悬浮于空气中的大量小水珠对阳光的色散造成的,如图所示为太阳光照射到空气中的一个小水
3、珠发生全反射和色散的光路示意图,其中a、b为两束频率不同的光线,则( )A.在水中单色光a的折射率大于b光的折射率B.单色光a比单色光b的频率高C.由水射向空气,a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角D.在水中a光的传播速度小于b光的传播速度6光导纤维的结构,其内芯和外套材料不同,光在内芯中传播,以下说法正确的是( )A.内芯的折射率比外套的大,光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B.内芯的折射率比外套的小,光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C.内芯的折射率比外套的小,光传播时在内芯与外套的界面上发生折射D.内芯的折射率与外
4、套的相同,外套的材料有韧性,可以起保护作用7下列现象中,属于光的全反射现象的是( )A.肥皂泡上的彩色条纹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8以下说法正确的是( )A.光纤通信利用了激光相干性好的特点B.激光武器利用了激光亮度高的特点C.激光写、读利用了激光亮度高的特点D.激光加工、激光手术利用了激光亮度高的特点9已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大,则两种光( )A.在该玻璃中传播时,蓝光的速度较大B.以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中,蓝光折射角较大C.从该玻璃射入空气发生全反射时,
5、红光临界角较大D.用同一装置进行双缝干涉实验,蓝光的相邻条纹间距较大10.xx年北京奥运会时,光纤通信网覆盖了所有奥运场馆,为各项比赛提供安全可靠的通信服务,光纤通信可利用光的全反射将大量信息高速传输,如图所示,一根长直的光导纤维,它的折射率为n。如果把该光纤放在空气中,要使从它的一个端面进入光纤的光发生全反射,最大的入射角是多少(用该角的正弦函数值表示)?为简化问题,光纤外套忽略不计。11如图所示,一棱镜的截面为直角三角形ABC,∠A=30°,斜边AB=a。棱镜材料的折射率为n=。在此截面所在的平面内,一条光线以45°的入射角从AC边的中点M
6、射入棱镜。画出光路图,并求光线从棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原路返回的情况)。答案9解析1解析:光纤是利用光的全反射现象而实现光作为载体的信息传递,光纤是内芯折射率大于外层表皮折射率的很细的玻璃丝。答案:AD2解析:因为玻璃的折射率为n=1.5,所以全反射临界角为C=arcsin=arcsin。从题图可知入射角α=45°>C,故发生全反射。答案:A3解析:由折射率n=知该棱镜的全反射临界角为C=37°(sinC=),从G点入射的光线垂直进入棱镜后,在G1点恰好发生全反射,则圆弧上所有入射的光线均发生全反射,不会从棱镜中射出,只有圆弧上入射的
7、光线折射后射出棱镜。所以只有B正确,A、C、D错误。答案:B4解析:注意光从一种介质进入另一种介质时,频率不会发生变化,对激光也是一样。由于速度变化的原因,波长会相应变化。对同一频率的光,它在真空中的波长应大于在介质中的波长。答案:AD5解析:由题图知折射角ra>rb,据n=知naCb,选项C正确;v=c/n知va>vb,D错。答案:C6解析:光导纤维内芯折射率较大。光在内芯中传播,射到内芯与外套的界面时,正好是由光密介质进入光疏介质。若此时入射角大于临界角,则发生全反射,
8、光线被约束在内芯中。答案:A7解析:肥皂泡上的彩色条纹属于光的干涉,雨后彩虹属于光的折射,早晨的红色朝霞是由于空气的散射作用,荷叶上的水珠在阳光下晶莹
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