4.6全反射与光导纤维知识点题库

如图所示，一束光从空气垂直射到直角棱镜的AB面上，已知棱镜材料的折射率为1.4，则这束光进入棱镜后的光路图应为（）

A .

B .

C .

D .

华裔科学家高锟因发明“光导纤维”而获得诺贝尔奖，高锟的研究为人类进入光纤通讯的新纪元打开了大门．如图所示，a、b两束单色光合在一起同时从光导纤维的左端面垂直射入，其中a单色光先射出右端面，则下列判断正确的是（）

A . a光的频率高于b光的频率 B . a光的折射率比b光的折射率大 C . a光在真空中的速度大于b光在真空中的速度 D . a光在真空中的波长大于b光在真空中的波长

一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如图所示，玻璃的折射率n= $\text{[math]}$ ．

（i）一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为多少？

（ii）一细束光线在O点左侧与O相距 $\text{[math]}$ R处垂直于AB从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置．

如图所示，空气中有一点光源S到玻璃平行砖上表面的垂直距离为d，玻璃砖的厚度为 $\text{[math]}$ ，从S发出的光线SA以入射角θ=45°入射到玻璃砖上表面，经过玻璃砖后从下表面射出．已知沿此光线传播的光从光源S到玻璃砖上表面的传播时间与在玻璃砖中传播时间相等．求此玻璃砖的折射率n和相应的临界角C？

下列说法正确的是（）

A . 频率越高，振荡电路向外辐射电磁波的本领越大 B . 高级照相机镜头在阳光下呈现淡紫色，这是光的偏振现象 C . 玻璃中的气泡看起来特别明亮，这是光的干涉现象 D . 雨后天晴，马路上油膜在阳光照耀下出现彩色，这是光的干涉现象

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 . 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 B . 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 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折射 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

如图所示，某三棱镜的截面ABC是边长为L的等边三角形，在C点垂直BC的方向固定光屏，一束单色光从D点以i=45°角入射，经三棱镜后照射到屏上的P点。现令光线在D点的入射方向沿顺时针方向转动直至垂直AB边入射，此时光线从三棱镜射出后照射到屏上的Q点，已知 $\text{[math]}$ ，三棱镜对该单色光的折射率 $\text{[math]}$ ，光在真空中速度为c， $\text{[math]}$ ，求：

(ⅰ)光线从D点以i=45°角入射时在三棱镜中的传播时间；

(ⅱ)屏上P点与Q点的间距。

在一次讨论中，老师问道：“假如水中相同深度处有a、b、c三种不同颜色的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，b在水下的像最深，c照亮水面的面积比a的大。关于这三种光在水中的性质，同学们能做出什么判断？”有同学回答如下：①c光的频率最大；②a光的传播速度最小；③b光的折射率最小；④a光的波长比b光的长。

根据老师的假定，以上回答正确的是（）

A . ①② B . ②③ C . ②④ D . ③④

（1）如图，一列简谐横波平行于x轴传播，图中的实线和虚线分别为t=0和t=0.1 s时的波形图。已知平衡位置在x=6 m处的质点，在0到0.1s时间内运动方向不变。这列简谐波的周期为s，波速为m/s，传播方向沿x轴（填“正方向”或“负方向”）。
（2）如图，一折射率为 $\text{[math]}$ 的材料制作的三棱镜，其横截面为直角三角形ABC，∠A=90°，∠B=30°。一束平行光平行于BC边从AB边射入棱镜，不计光线在棱镜内的多次反射，求AC边与BC边上有光出射区域的长度的比值。

为了测定某上表面平整的透明胶状介质的折射率，往该介质中垂直插入一长 $\text{[math]}$ 的细铁丝，在介质上表面以细铁丝为圆心，用墨水涂出一个半径 $\text{[math]}$ 的圆，从上表面恰好看不见细铁丝，如图所示。胶状介质的折射率为（　　）

A . 2 B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

导光管采光系统是一套采集天然光，并经管道传输到室内的采光系统，如图为过装置中心轴线的截面。上面部分是收集阳光的半径为R的某种均匀透明材料的半球形采光球，O为球心，下面部分是内侧涂有反光涂层的导光管，MN为两部分的分界面，M、N为球面两点。若一束平行MN且与MN相距 $\text{[math]}$ 的细光束从空气入射到采光球表面时，经折射绿光恰好照射到N点。则（）

A . 绿光在采光球中的传播速度为 $\text{[math]}$ B . 红光一定能从N点上方射出 C . 紫光有可能直接折射经过O点 D . 要使光束在导光管中发生全反射，涂层折射率应小于管壁折射率

在透明的均匀介质内有一球状空气泡，O为球心，一束包含a、b两种单色光的细光束从介质射入气泡，A为入射点，之后a、b光分别从C、D两点射向介质，细光束在A点的入射角为30°，介质对a光的折射率n= $\text{[math]}$ ，下列说法中正确的是 ( )

A . 在该介质中，a光的传播速度比b光的传播速度小 B . a光射出空气泡后相对于射入空气泡前的偏转角为30° C . 当a光通过单缝时，若缝的宽度小于a光的波长，a光不能发生衍射现象 D . 若由a光和b光组成的一束细光束从空气斜射向水中，在不断增大入射角时，a的折射光会先消失

如图所示，光导纤维（可简化为长直玻璃丝）的示意图，玻璃丝长为l，AB、CD分别代表左、右两平行端面。一单色光从AB端面射入玻璃丝，从CD端面射出。已知玻璃丝对单色光的折射率为n（n< $\text{[math]}$ ），光在真空中的速度为c。求该单色光

（1）垂直AB端面入射，在玻璃丝中传播到CD面的时间t；
（2）能从AB端面传播到另一端面CD，入射角正弦值sinθ的范围。

如图所示为某种透明材料制成的一块柱形棱镜的横截面图，圆弧CD是半径为R的四分之一圆，圆心为O；光线从AB面上的M点入射，入射角i＝60°，光进入棱镜后恰好在BC面上的O点发生全反射，然后由CD面射出．已知OB段的长度为l＝6 cm，真空中的光速c＝3.0×10⁸ m/s．求：

(ⅰ)透明材料的折射率n；

(ⅱ)光从M点传播到O点所用的时间t．

如图所示，半圆玻璃砖的半径R=10cm，折射率为n= $\text{[math]}$ ，直径AB与屏幕垂直并接触于A点，激光a以入射角i=30°射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在水平屏幕MN上出现了两个光斑。

（1）求两个光斑之间的距离；
（2）改变入射角，使屏MN上只剩一个光斑，求此光斑离A点的最长距离。

如图所示，某泳池水深h=3m，一个小朋友在水面上玩耍，当他在P点低头观察时，恰好在正下方看到一石块S，则他至少向旁边游多远，就无法看到此石块？（水的折射率为 $\text{[math]}$ ，忽略眼睛与水面的距离，石块可视为质点）

如图所示，截面为扇形的玻璃砖OAB，扇形的圆心角为104°，半径为R，C是OA上一点，OC距离为 $\text{[math]}$ 。一细光束从C点射入玻璃砖，细光束与AC的夹角为45°，玻璃砖对该光的折射率为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，求光束从玻璃砖中射出时出射点与O点间的距离。

一兴趣小组的同学将一枚大头针垂直插入半径为 $\text{[math]}$ 的圆形薄软木片中心，并将其放入盛有水的碗中，如图所示，已知水的折射率为 $\text{[math]}$ 。当在水面上任何角度都看不到大头针时，大头针末端离水面的最大距离 $\text{[math]}$ 为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

如图所示，三棱镜的横截面为等腰三角形，顶角 $\text{[math]}$ 为锐角，折射率为 $\text{[math]}$ 。现横截面所在平面内有一光线从其左侧面上半部射入棱镜，若保持入射光线在过入射点的法线的下方一侧，且要求入射角为任何值的光线都会从棱镜的右侧面射出，不考虑光线在棱镜内部的反射，取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，则顶角 $\text{[math]}$ 可能为（）

A . 30° B . 40° C . 60° D . 70°

如图所示为一边长为a的立方体透明物质，在 $\text{[math]}$ 面的正中心有一点光源，可向各个方向射出单色光，在 $\text{[math]}$ 面上有光射出的范围的面积为 $\text{[math]}$ （不考虑光在其它面上的反射），则这种透明物质对此单色光的折射率等于（）

A . $\text{[math]}$ B . 2 C . 3 D . $\text{[math]}$

4.6全反射与光导纤维 知识点题库

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