分层作业(15)光的全反射 光导纤维及其应用-【智学校本学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册分层作业（鲁科版）

■ 0□00□00 分层作业（十五） □口1口口1□ 光的全反射 学号后 2□2222 卡 年级 33333 光导纤维及其应用 信 4□4口44口4☐ 班级： 5 5555☐5 66☐6]66 (满分：43分) 姓名： 7077077 8☐8□8☐8]8 9☐99J99■ 4.(3分)空气中两条光线a和b从 ·基础对点练· 方框左侧入射，分别从方框下方 1.(4分)（多选）光在某种介质中的传播速度是 和上方射出，其框外光线如图所 1.5×108m/s,光从该介质射向空气时() 示。方框内有两个折射率n=1.5 [A]介质的临界角是30 的玻璃全反射棱镜，下图给出了两棱镜四种放 [B]大于或等于30°的所有角都是临界角 置方式的示意图。其中能产生如图所示效果 []人射角大于或等于30°时都能发生全反射 的是 [D]临界角可能是60° 2.(3分)如图所示，介质I的折 射率为√2，介质Ⅱ为空气。下 列说法正确的是 ( [A] [B] [c] [D] 60 [A]光线a、b都不能发生全 5.(3分)光导纤维是利用光的 ----2 反射 全反射来传输光信号的。如 [B]光线a、b都能发生全反射 图所示，一光导纤维的内芯折 [c]光线a能发生全反射，光线b不能发生全反射 射率为n1,外套折射率为n2,一束光信号与界面 [D]光线a不能发生全反射，光线b能发生全反射 成夹角α由内芯射向外套，要在界面发生全反射， 3.(4分)（多选）如图所示，ABCD是上、下两面平 必须满足的条件是 () 行的透明玻璃砖，AB面和CD面是玻璃和空 [A]n1>n2,a小于某一值 气的界面，分别设为界面I和界面Ⅱ。光线从 [B]n1>n2,a大于某一值 界面I射入玻璃砖，再从界面Ⅱ射出，回到空气 [c]n1<n2,a大于某一值 中，如果改变光到达界面I时的入射角，则 [D]n1<n2,a小于某一值 ( 能力提升练· 6.(3分)在水底的潜水员看来，水面上方的所有 景物只出现在顶角为97°的倒立圆锥里，这是 因为 () [A]只要人射角足够大，光线在界面I上可能发 [A]水面上远处的景物反射的阳光都因为全反 生全反射现象 射而不能进人水中 [B]只要人射角足够大，光线在界面Ⅱ上可能发 [B]水面上远处的景物反射的阳光折射进入水 生全反射现象 中，其折射角不可能大于48.5° [c]不管入射角多大，光线在界面I上都不可能 [c]水面上方倒立圆锥之外的景物反射的阳光 发生全反射现象 都因为全反射而不可能进人水中 [D]不管入射角多大，光线在界面Ⅱ上都不可能 [D]水面上方倒立圆锥之外的景物反射的阳光 发生全反射现象 都因为折射而不可能进入潜水员的眼中 29 7.(4分)（多选）白光是由多种 19876543210+0.5 单色光构成的复合光，点光 11.(10分)一束光以45°的入射角，从AB面射入 源S发出的一束白光由空 如图所示的透明三棱镜中，三棱镜折射率n= 气斜射到横截面为矩形ac √2。试求进入AB面的折射角，并在图中画 db的玻璃砖上的O点，如图 c 出该光束在三棱镜中的光路。 所示，S、O和d三点位于同一直线上，人射角 为0。下列说法正确的是 () 45 [A]当0增大时，光不可能在ab界面上发生全 60° 45⊙ 反射 [B]当0增大时，光可能射到bd界面上，但不可 能在bd界面上发生全反射 [c]射到cd界面上的光，一定不能在cd界面上 发生全反射 [D]从cd界面射出的各种色光一定互相平行 8.(3分)在完全透明的水下某处，放一点光源，在水 面上可以见到一个圆形透光平面，如果圆形透光 平面的半径匀速增大，则光源 ( ) [A]加速上升 [B]加速下沉 [c]匀速上升 [D]匀速下沉 9.(3分)三种透明介质叠放 在一起，且相互平行，一束 光在I和Ⅱ两介质的界面 上发生了全反射后，射向 Ⅱ和Ⅲ两介质的界面，发生折射，如图所示，设 光在这三种介质中的速率分别是v1、v2、v3,则 它们的大小关系是 () [A]V1>V2>V3[B]V1>V3>V2 [c]1<v2<V3[D]v2>v1>v3 10.(3分)一半径为R的半圆柱 形玻璃砖放置在竖直平面 d 上，其截面如图所示。图中 O为圆心，MN为竖直方向 的直径。有一束细光线自O点沿水平方向射 人玻璃砖，可以观测到有光线自玻璃砖内射 出，现将入射光线缓慢平行下移，当入射光线 与O点间的距离为d时，从玻璃砖射出的光 线刚好消失。此玻璃的折射率为 () R [A] Le]VRd √R2-d2 R 30 ■5.AD[由题图看出，单色光a的折射角小于b的折射角，根据 试题精析 n-n得知，玻璃对。光的折射率大于对b光的折射率，即 有。>n6,由v=。分析得知，a光在玻璃中的传播速度小 1.AC[由n= 3×108 =2,sin C= 1 ,知临界角C= v1.5×108 n 30°，所以A、C正确。] 于b光在玻璃中的传播速度，即有v。<v6,故A、D正确。] 2.C[与介质Ⅱ相比，介质I为光密介质，由于介质Ⅱ是空气， 、6.AB[由n二n=0.67≈1.49可知，B正确，C错误，由于 根据发生全反射的条件可知，光线b不可能发生全反射，B、D 错误；从介质I射向介质Ⅱ的光线发生全反射的临界角C满 sini>sinr,故光线是从空气射入玻璃的，A正确，D错误。] 7.BC[根据题意可知，b光通过三棱镜后，传播方向偏离原来 足sinc=1=② 一7=乞，解得C=45,由题图可知，光线a的入射 方向的程度大，所以三棱镜对b光的折射率大，故A错误， 角为60>C=45°，故光线a能发生全反射，A错误，C正确。] B正确；根据口=￡，折射率越大，光在介质中的速度越小，故 3.CD[在界面I,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，都不可能发生全反射现象，选项A C正确，D错误。] 错误，C正确；在界面Ⅱ，光由玻璃进入空气，是由光密介质进 8.BC[在入射光线方向不变的情况下，界面顺时针转过15°， 入光疏介质，但是，由于界面I和界面Ⅱ平行，光由界面I进 则反射光线转过30°，故B正确；光由空气进入介质时，折射 入玻璃后再到达界面Ⅱ，在界面Ⅱ上的入射角等于在界面I 角总小于入射角，因此当入射角增大时，折射角也增大，但增 上的折射角，故界面Ⅱ上的入射角总是小于临界角，因此光 大量小于入射角的增大量，故C正确。] 在界面Ⅱ上不可能发生全反射现象，选项B错误，D正确。] 9[解析]()此时i=60°，r=30,则n=sni_in60 4.B[四个选项产生的光路效果如图所示，由图可知B正确。 sin r sin30-V3。 (2)若光从空气射入液体中，P4与P3对应的折射角相同，P 对应的入射角比P?的大，所以P。对应的折射率大。 (3)当在K位置时，入射角与折射角相 等，所以折射率等于1。 D 、10.[解析]如图所示，设入射光线与4 5.A[要使光信号由内芯射向外套时在界面上发生全反射，必 须让内芯的折射率n1大于外套的折射率n2,同时入射角要 球体的交点为C,连接O℃，O℃即为过入射点C的法线。因 大于临邪角，故a应小于某一值。] 此，图中的角α为入射角，过C,点作球体水平表面的垂线，垂 6.B[水面上方的所有景物出现在顶角为97°的倒立圆锥里， 足为B,依题意，∠COB=a 这是由于光从水中射向空气全反射的临界角为48.5°，光由 3 空气射入水中时，最大折射角为48.5°，不能发生全反射；当 又由△0BC知sina=2 ① 光由水中射向空气中时才有可能发生全反射现象，故B正 设光线在C,点的折射角为B,由折射定律得 确，A、C、D错误。] 7.ACD[白光由空气斜射入玻璃砖是由光疏介质射向光密介 sih9v的 sin a ③ 质，因此不可能在ab界面上发生全反射，A正确；当0增大 由①②式得3=30 时，折射角增大，光可能射到bd界面上，若在bd界面上的入 由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角Y为30°， 射角大于等于临界角，发生全反射，B错误；由于光在cd界面 上的入射角等于ab界面上的折射角，根据光路的可逆性知， 由折射定律得inY-1 sin 3 光在cd界面的出射角等于在ab界面的入射角，光不可能在 cd界面上发生全反射，并且从cd界面射出的各种色光一定 因此sin0=3 ,解得0=60°。 互相平行，C、D正确。] 8.D[如图所示，在水面上看到透光平面半径为R。设光从水 分层作业（十五） 射入空气发生全反射的临界角 答案速对 为C,sinC-1, ,由几何知识得 R sin C= 三，由以上两式 √R2+h 1 4 5 67 8 9 10 R2 h AC: C CD A BACD:D B 。透光平面的半径R与h成 11.30°光路图见解析图 正比，R匀速增大，则h匀速增大，故D正确。] 531■ 9.B[光在I和Ⅱ两介质的界面上发生了全反射，说明I的折3.D[在双缝干涉实验中，当某处距双缝的路程差△x为波长的整 射率小于Ⅱ的折射率，即n1<n2;光在Ⅱ和Ⅲ两介质界面上 数倍时，即△r=以(n=0,1,2,3,…),这些点为加强点，该处出现 发生了折射，而且折射角大于入射角，说明Ⅱ的折射率大于 亮条纹；当某处距双缝的路程差△x为半波长的奇数倍时，即△， Ⅲ的折射率，即n2>n3;介质I和Ⅲ相比较，介质I的折射率 =(2m十1D号n=0,1,23,…,这些点为减弱点，该处出现暗条 小于介质Ⅲ的折射率，即有n1<n,所以有n2>n3>n1,根 纹，故选项D正确，A、B、C错误。] 据0=C可知u1>>2] 4BC[由△y=白入可知，如果增大单缝到双缝的距离，△y将 10.C[设此玻璃的临界角为C,根据题意“当入射光线与O点 不变，选项A错误；如果增大双缝之间的距离d,△y将减小， 间的距离为d时，从玻璃砖射出的光线刚好消失”，可知光线恰 选项B正确；如果增大双缝到光屏的距离L,△y将增大，选项 好在MN圆弧面上发生了全反射，作出光路图如图所示，根据 C正确；如果减小双缝的每条缝的宽度，而不改变双缝间的距 d 几何知识得sinC= ，又有iC=,联立得m B,故C 离d,△y将不变，选项D错误。] 5.BC[在双缝干涉实验中，相邻两亮条纹（或暗条纹）间的距 离△y=入，要想增大条纹间距，可以减小两缝同距d,或者 增大双缝屏到光屏的距离，或者换用波长更长的光做实验。 正确，A、B、D错误。] 由此可知，选项B、C正确，A、D错误。] 11.[解析]设光由AB面上的O点射入，由折射定律得，sinr 6.BD[路程差是从双缝处开始算起的，产生亮条纹时满足 =sin45°√21 s1一52=n以（其中n=0,1,2,3,…),c点为中央亮条纹，光 n2√2 2,所以r=30 从N、M到达c点的路程差是O;b、d两点是第一级亮条纹， 光线射到AE面上的D点，由几何关系得OD∥BE,且在AE 光从N、M到达b点的路程差为入；a、e两，点是第二级亮条纹， 面上的入射角为0=45 光从N、M到达e点的路程差为2λ，故B、D正确，A、C错误。] 又sinc=1=1_V2 452 行、 7.[解析]根据路程差4y=合×3，故路程差是丰发长的寺数 n√22 60 45 倍，是暗条纹。改用波长为6.30×107m的激光，则波长变 所以C=45° 大，条纹间距变宽。 因为日=45°，故光线在AE面上发生全反射，并垂直BE面射 8.[解析](1)若在光屏上得到的图样如题图乙所示，为双缝干 出，其光路图如图所示。 涉条纹，则光源和光屏间放置的是双缝挡板，故A正确；若光 源和光屏间放置的是双缝挡板，光发生干涉，光源由红光换 分层作业（十六） 为蓝光后，波长变短，依据千涉条纹间距公式△y=入可知， 答案速对 图样的条纹宽度会变窄，故B正确；若光源和光屏间放置的 是三棱镜，光源能发出红、绿、紫三色光，光通过三棱镜后，红 1 3 4 5 6 光偏折程度最小，则红光最有可能照射到光屏上，紫光偏折 AB A D BC BC BD 程度最大，则紫光最有可能照射不到光屏上，故C错误，D 正确。 7.暗条纹变宽 (2)由题图丁可知，手轮上的示数为 8.(1)ABD(2)11.46.0×10-7 11mm+4×0.1mm=11.4mm 9.亮条纹第三级暗条纹 相邻两条亮条纹间距为 试题精析 4y1 ×(18.6-11.4)mm=1.8x103m 1.AB[阳光通过三棱镜形成彩色光带是光的色散现象，C错 根据双缝千涉条纹间距公式△y=入 误；室内打开两盏电灯，不符合千涉条件，D错误，只有A、B 代入数据解得1=6.0×107m。 正确。门 9.[解析]从双缝到屏上O点的距离之差，无论用何种频率的 2.A[在千涉实验中有△y= 7入，即条纹间距与光波波长成正比， 光照射，路程差总是0，所以O点仍然是亮条纹。 从双缝到屏上A点的路程差△r=S2A一S1A,用波长为入1 而红光波长最长，故偏离中央明条纹最远的是红光，A错误，B正 的光照射时为第二级亮条纹，即△r=2入 确；增透膜增加了透射光的能量，且应该增透的是对人的视觉最 代入数据得△r=1×10-6m 敏感的绿光，从而使所成的像既亮又清晰，C正确；肥皂膜上的条 纹是光从膜前、后表面反射后，相干涉而形成的，D正确。] 这个路程差对于波长为的光来说，1X10m=2.5 4×10-7m 154