高考物理专题16几何光学备考强化训练42光的全反射光导纤维新人教版.doc

《高考物理专题16几何光学备考强化训练42光的全反射光导纤维新人教版.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理专题16几何光学备考强化训练42光的全反射光导纤维新人教版.doc（29页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1 / 29【2019【2019 最新最新】精选高考物理专题精选高考物理专题 1616 几何光学备考强化训练几何光学备考强化训练4242 光的全反射光导纤维新人教版光的全反射光导纤维新人教版本套强化训练搜集近年来各地高中物理高考真题、模拟题及其它极有备考价值的习题等筛选而成。其主要目的在于：深刻理解临界角和全反射等几何光学的概念和规律，结合光的折射率、折射定律，棱镜及色散等知识，掌握解决全反射、光导纤维等的一类问题的基本方法，以提高我们综合分析此类物理问题的能力。全卷 19 题，总计 120 分，选做题 14 道备用。一、破解依据一、破解依据欲解决此类问题，试归纳以下几条依据： 直线传播：光在

2、同一种均匀介质中是直线传播的。即直线传播：光在同一种均匀介质中是直线传播的。即“一面二一面二 侧三等大，光路可逆侧三等大，光路可逆”。 光的反射：光的反射： 反射定律：反、入射光线、界面、法线位于同一平面内；反、 入射光线位于界面“同侧”、法线的“异侧”；并且，其中， i、i/分别为反、入射角。/ii 平面镜成像特点：“虚像，等大，等距离，与镜面对称。”物 体在水中倒影是虚像，属光的反射现象。光的折射：光的折射：折射定律：折、入射光线、界面、法线位于同一平面内，折、入射光线皆位于界面、法线的“异侧”；并且，其中，i、r 分别为入、折射角,n2、n1 分别为介质、的绝对折射率。2 / 29.si

3、n/sin12nnri折射率：反映折射光线的偏折程度。其大小为：。0vcn全反射：全反射：特点：光疏射入光密，折射角较小；光密射入光疏，折射角较特点：光疏射入光密，折射角较小；光密射入光疏，折射角较大。大。条件：当光从介质射入空气（或真空）时，当而，亦即入射角条件：当光从介质射入空气（或真空）时，当而，亦即入射角i i 等于或大于临界角等于或大于临界角 C C，光将全部返回到原介质中。，光将全部返回到原介质中。Ci 临界角：临界角：nC1sin注：反射、折射、全反射的光路皆为可逆的“光路的可逆性。二、二、 精选习题精选习题选择题（每小题选择题（每小题 5 5 分，共分，共 5555 分）分）（

4、1414 浙江）关于下列光学现象，说法正确的是浙江）关于下列光学现象，说法正确的是( ( ) )A水中蓝光的传播速度比红光快B光从空气射入玻璃时可能发生全反射C在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深D分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽 （1414 开封联考）下列有关光纤及光纤通信的说法正确的是开封联考）下列有关光纤及光纤通信的说法正确的是( ( ) )A光纤由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小B光在光纤中的传输利用了全反射的原理3 / 29C光纤通信是一种以光波为传输介质的通信方式，光波按其波长长短，依次可分为红外线光、可见光和紫外线光

5、，但红外线光和紫外线光属不可见光，它们都不可用来传输信息D光波和无线电波同属电磁波，光波的频率比无线电波的频率低，波长比无线电波的波长大，在真空中传播的速度都约为3.0108 m/s(14(14 四川四川) )如图如图-1-1 所示所示, ,口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球璃缸底有一发光小球, ,则则( ( ) )A.小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B.小球所发的光能从水面任何区域射出C.小球所发的光从水中进入空气后频率变大D.小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大(15(15 龙岩综测龙岩综测) )一束红色的细光束由真空沿着径向射入一

6、块一束红色的细光束由真空沿着径向射入一块半圆柱形透明体，如图半圆柱形透明体，如图-2-2（a a）所示，对其射出后的折射光线的强度）所示，对其射出后的折射光线的强度进行记录，发现折射光线的强度随着进行记录，发现折射光线的强度随着 的变化而变化，如图的变化而变化，如图- -2 2（b b）的图线所示。下列说法正确的是（）的图线所示。下列说法正确的是（ ）A透明体对红光的折射率为 332B红光在透明体中的速度大小与在真空中的相同C红光的折射光线的频率会随着折射光线强度的增大而增大D红光在透明体内发生全反射的临界角为 30.（1313 四川）光射到两种不同介质的分界面，分析其后的传四川）光射到两种不

7、同介质的分界面，分析其后的传播情形可知播情形可知( ( ) )4 / 29A折射现象的出现说明光是纵波B光总会分为反射光和折射光C折射光与入射光的传播方向总是不同的D发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同6.(6.( 1414 吉林九校吉林九校) )如图如图-3-3 所示，真空中有一个半径为所示，真空中有一个半径为 R R、质量、质量分布均匀的玻璃球频率为的细光束在空中沿直线分布均匀的玻璃球频率为的细光束在空中沿直线 BCBC 传播，于传播，于 C C 点经折射进入玻璃球，并在玻璃球表面的点经折射进入玻璃球，并在玻璃球表面的 D D 点又经折射进入真空中，点又经折射进入真空中，已知已知CO

8、D=120COD=120，玻璃球对该激光的折射率为，则下列说法中正确，玻璃球对该激光的折射率为，则下列说法中正确的是（设的是（设 c c 为真空中的光速）（为真空中的光速）（ ）3A激光束的入射角 60B改变入射角 的大小，细激光束可能在玻璃球的内表面发生全反射C光子在射入玻璃球后，光的频率变小D此激光束在玻璃中的波长为33cE从 C 点射入玻璃球的激光束，在玻璃球中不经反射传播的最长时间为cR327.(7.( 1414 成都成都) )如图如图-4-4 所示，块上、下表面平行的玻璃砖的厚度所示，块上、下表面平行的玻璃砖的厚度为为 L L，玻璃砖的折射率，玻璃砖的折射率 n=n=，若光从上表面，

9、若光从上表面 ABAB 射入的人射角射入的人射角 i=60i=60，光在真空中的光速为光在真空中的光速为 c c，则，则( ( ) )3A 折射角 r=305 / 29B 光在玻璃中传播的时间为2 3 3LcC 光在玻璃中传播的时为2L cD 改变入射角 i，光在下表面 CD 可能发生全发射8.(8.( 1414 武汉二中武汉二中) )下面有关光纤及光纤通信说法正确的是（下面有关光纤及光纤通信说法正确的是（ ）A、光纤由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大B、光在光纤中传输利用了全反射的原理C、光纤通信是一种以光波为传输介质的通信方式，光波按其波长长短，依次可分为红外线光、可见光和紫外线

10、光，但红外线光和紫外线光属不可见光，它们都不可用来传输信息D、光波和无线电波同属电磁波，光波的频率比无线电波的频率低，波长比无线电波的波长长，在真空中传播的速度大小都约为3.0108 m/sE、光纤通讯的主要优点是容量大，此外，光纤传输还有衰减小、抗干扰性强等优点9.9. (15(15 南平综测南平综测) )如图如图-5-5 所示，所示，ABCABC 为等腰棱镜，为等腰棱镜，OOOO是棱镜是棱镜的对称轴，的对称轴，a a、b b 两束不同频率的单色光垂直两束不同频率的单色光垂直 ABAB 边射入棱镜，两束边射入棱镜，两束光在光在 ABAB 面上的入射点到面上的入射点到 D D 点的距离相等，两

11、束光折射后相交于图中点的距离相等，两束光折射后相交于图中的的 P P 点，下列判断正确的是点，下列判断正确的是( ( ) )A在同一介质中，a 光光速火于 b 光光速B若从同一介质射入真空，发生全反射时 a 光的临界角比 b 光大6 / 29C用同一双缝干涉实验装置观察，a 光的干涉条纹间距小于 b光的干涉条纹间距D在真空中，a 光波长大于 b 光波长1010(14(14 重庆重庆) )打磨某剖面如图打磨某剖面如图-6-6 所示的宝石时所示的宝石时, ,必须将必须将 OPOP、OQOQ边与轴线的夹角边与轴线的夹角 切磨在切磨在 12,光线一定在 OP 边发生全反射B.若 2,光线会从 OQ 边

12、射出C.若 C,符合发生全反射的条件,在 AC 边没有光线透出。331sinnC3 229.【29.【答案答案】。21【解析解析】画出光路图如下，当光线在画出光路图如下，当光线在 ABAB 弧面上发生全反射时，弧面上发生全反射时，就没有光线从就没有光线从 ABAB 弧面射出，根据临界角确定出弧面射出，根据临界角确定出光线在光线在 ABAB 弧面上恰好发生全反射时的入射点，弧面上恰好发生全反射时的入射点，由几何知识求解圆柱由几何知识求解圆柱 ABAB 面上能射出光线的部分面上能射出光线的部分占占 ABAB 表面的几分之几。表面的几分之几。从O 点射入的光线，折射角为 r，根据折射定律 rnsin

13、45sin 解得 r=30 从某位置 P 点入射的光线，折射到 AB 弧面上 Q 点时，入射角恰等于临界角 C，有：28 / 29nC1sin 代入数据得：C=45 PQO 中=180-90-r=15所以能射出的光线区域对应的圆心角 =90-r=45能射出光线的部分占 AB 面的比例为30.【答案】在 AC 面下方不能观察到折射光线；光路如图所示，最终的出射光线与最初的入射光线之间的夹角为 120 。 21 9045【解析解析】由折射定律在由折射定律在 BCBC 面上有：面上有：sin60sin60sinsin 解得：解得：=30=30由临界角的公式由临界角的公式 sinCsinC得：得：si

14、nCsinC所以全反射的临界角所以全反射的临界角 C C6060光线在光线在 ACAC 面上的入射角为面上的入射角为 6060C C，故光线在故光线在 ACAC 界面发生全反射，在界面发生全反射，在 ACAC 面下方不能观察到折射光线面下方不能观察到折射光线由几何关系可知在由几何关系可知在 ABAB 边上的入射角为边上的入射角为 3030，则射出棱镜时，则射出棱镜时的折射角为的折射角为 6060，光路如图所示，最终的出射光线与最初的入射光，光路如图所示，最终的出射光线与最初的入射光线之间的夹角为线之间的夹角为 1201203n1 3331.31. 【答案答案】10cm】10cm 【解析解析】光

15、屏上的光点将向右移动，光屏上的光点将向右移动，29 / 29设玻璃砖转过角时光点离设玻璃砖转过角时光点离 OO点最远，记此时光点位置为点最远，记此时光点位置为 A A，此时光，此时光线在玻璃砖的平面上恰好发生全反射，临界角为线在玻璃砖的平面上恰好发生全反射，临界角为 C C由折射定律有由折射定律有 nC1sin由几何关系知，全反射的临界角 C=45光点 A 到 O的距离 cm10tanhhxOA32.32. 【答案答案】。21( )2dnL【解析解析】由光的折射定律，可得，显然在直角三角形由光的折射定律，可得，显然在直角三角形 MNRMNR 中中sin45 sinn在直角三角形 PQN 中解得21( )2dnL33.33. 【答案答案】18】18 cm2cm2【解析解析】因光源在底面的中点，可知光源到三个侧面的距离相因光源在底面的中点，可知光源到三个侧面的距离相等，等， 根据几何知识可知光源到三个侧面的距离为根据几何知识可知光源到三个侧面的距离为 a,a,63根据折射定律，sin C22 21求得临界角 C=45根据几何知识可求每个侧面的发光的面积为半径为 a63圆面积的一半。三个侧面的发光面积为 S= 。223318cm26a