课后提升练(十七) 光的全反射 光导纤维及其应用（Word练习）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册（鲁科版2019）

课后提升练(十七)　光的全反射　光导纤维及其应用 [对应学生用书P152] 1．很多公园的水池底部都装有彩灯，若已知n蓝＞n红，当一细束由红、蓝两色光组成的灯光从水中斜射进入空气时，关于光在水面可能发生的反射和折射现象，下列光路图正确的是(　　) C　解析：光线射到水面时一定会反射，所以反射光中红光和蓝光都有，D错误；由于红光的折射率比蓝光小，因此由临界角公式sin C＝ 可知，红光的临界角比蓝光大，所以在水面上若蓝光不发生全反射，则红光也一定不会发生全反射，B错误；当两种色光都能折射到空气中时，由于红光与蓝光的折射率不同，根据折射定律n＝可知，入射角相等时，蓝光的折射角更大，A错误。综上所述，C正确。 2．(多选)(2021·北京交通大学附属中学高二月考)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，我国正建设高质量的宽带光纤通信网络。光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。以下关于光导纤维的说法正确的是(　　) A．光纤通信利用光作为载体来传递信息 B．内芯的折射率比外套大，光传播时，在内芯与外套的界面发生全反射 C．内芯的折射率比外套小，光传播时，在内芯与外套的界面发生全反射 D．内芯的折射率与外套相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用 AB　解析：光纤通信利用光作为载体来传递信息，A正确；全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，入射角大于等于临界角，所以内芯的折射率大于外套的折射率，光传播时在内芯和外套的界面上发生全反射，B正确，C、D错误。 3．(2021·吉林辽源田家炳高级中学高二期末)如图所示，一束可见光以入射角θ从玻璃砖射向空气，经折射后分为a、b两束单色光。a、b两束光相比，下列说法正确的是(　　) A．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率 B．在玻璃中，a光的速度大于b光的速度 C．增大入射角θ，b光首先发生全反射 D．增大入射角θ，a光首先发生全反射 D　解析：因为玻璃对a光的偏折程度大于b光，所以玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，根据v＝可知，在玻璃中a光的速度小于b光的速度，A、B错误；根据sin C＝可知，a光的临界角比b光的小，逐渐增大入射角，会先达到a光的临界角，则a光首先发生全反射，C错误，D正确。 4．空气中两条光线a和b各自从方框左侧的不同位置入射，然后分别从方框下方和上方射出，其框外光线如图所示。方框内有两个折射率n＝1.5的全反射玻璃棱镜。下列选项给出了两棱镜的四种放置方式的示意图，其中能产生图中效果的是(　　) B　解析：四个选项的光路图如图所示，结合题意可知，B正确。 5．(多选)如图所示，ABCD是一块两面平行的透明玻璃，其中AB面和CD面平行，它们是玻璃和空气的界面，现设为界面1和界面2。光线从界面1射入玻璃砖，再从界面2射出，回到空气中，如果改变光到达界面1时的入射角，则(　　) A．只要入射角足够大，光线在界面1上就会发生全反射现象 B．只要入射角足够大，光线在界面2上就会发生全反射现象 C．不管入射角多大，光线在界面2上都不可能发生全反射现象 D．光线穿过玻璃砖后传播方向不变，只发生侧移 CD　解析：在界面1，光由空气进入玻璃砖，是由光疏介质进入光密介质，不管入射角多大，都不能发生全反射现象，A错误；在界面2，光由玻璃砖进入空气，是由光密介质进入光疏介质，由于界面1和界面2平行，光由界面1进入玻璃后再到达界面2，在界面2上的入射角等于在界面1上的折射角，因此入射角总是小于临界角，也不会发生全反射现象，B错误，C、D正确。 6．(2021·云南文山高二期末)如图所示，折射率n＝、半径为R的透明半球体固定在水平地面上，O为球心，过透明球体的顶点Q有一足够大的竖直屏幕，一束截面为圆形(半径为R)的平行光垂直射向半球体界面，经折射后在屏幕上形成了一个圆形亮区。已知光在真空中的速度为c，求： (1)光从O点到Q点的传播时间t。 (2)圆形亮区的半径大小。 答案：(1)　(2)R 解析：(1)光在透明半球体内传播的速度大小为 v＝＝＝c， 则光从O点到Q点的传播时间 t＝＝＝。 (2)设从A点射入透明半球体的光线在B点恰好发生全反射，则根据sin C＝＝⇒C＝60°， 可得∠ABO＝60°，如图所示， 设出射光线BD交屏幕于D点，则由几何知识可得圆形亮区的半径大小r＝|DQ|， 又|DQ|＝|CQ|－|CD|＝Rtan 60°－， |CB|＝－R， 联立解得r＝R。 7．(2021·江苏南京二十九中高二月考)湖面上有一伸向水面的观景台，如图所示是截面图。观景台下表面恰好和水面相平，A为观景台右侧面在湖底的投影，水深h＝4 m，在距观景台右侧面x＝4 m处有一可沿竖直方向上下移动的单色点光源S，点光源S可从距水面高3 m处下