第49講光的折射全反射——?jiǎng)澲攸c(diǎn)之精細(xì)講義系列一．光的折射與折射率1．折射光從一種介質(zhì)斜射進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)傳播方向改變的現(xiàn)象．2．折射定律(如圖)(1)內(nèi)容：折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成正比．(2)表達(dá)式：eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n12，式中n12是比例常數(shù)．(3)在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的．3．折射率(1)定義：光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角的正弦與折射角的正弦的比值．(2)物理意義：折射率僅反映介質(zhì)的光學(xué)特性，折射率大，說明光從真空射入到該介質(zhì)時(shí)偏折大，反之偏折?。?3)定義式：n＝eq\f(sinθ1,sinθ2).不能說n與sinθ1成正比、與sinθ2成反比．折射率由介質(zhì)本身的光學(xué)性質(zhì)和光的頻率決定．(4)計(jì)算公式：n＝eq\f(c,v)，因v＜c，故任何介質(zhì)的折射率總大于(填“大于”或“小于”)1.4．光密介質(zhì)與光疏介質(zhì)(1)光密介質(zhì)：折射率較大的介質(zhì)．(2)光疏介質(zhì)：折射率較小的介質(zhì)．二．全反射和光的色散現(xiàn)象1．全反射(1)條件：①光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)．②入射角≥臨界角．(2)現(xiàn)象：折射光完全消失，只剩下反射光．(3)臨界角：折射角等于90°時(shí)的入射角，用C表示，sinC＝eq\f(1,n).(4)應(yīng)用：①全反射棱鏡．②光導(dǎo)纖維，如圖．2．光的色散(1)色散現(xiàn)象白光通過三棱鏡會(huì)形成由紅到紫七種色光組成的彩色光譜，如圖．(2)成因由于n紅＜n紫，所以以相同的入射角射到棱鏡界面時(shí)，紅光和紫光的折射角不同，就是說紫光偏折得更明顯些，當(dāng)它們射到另一個(gè)界面時(shí)，紫光的偏折角最大，紅光偏折角最小．考點(diǎn)一光的折射率和折射定律1．對(duì)折射率的理解(1)折射率大小不僅反映了介質(zhì)對(duì)光的折射本領(lǐng)，也反映了光在介質(zhì)中傳播速度的大小v＝eq\f(c,n).(2)折射率的大小不僅與介質(zhì)本身有關(guān)，還與光的頻率有關(guān)．同一種介質(zhì)中，頻率越大的色光折射率越大，傳播速度越?。?3)同一種色光，在不同介質(zhì)中雖然波速、波長(zhǎng)不同，但頻率相同．2．幾種常見折射模型類別項(xiàng)目平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)光的折射圖通過平行玻璃磚的光線不改變傳播方向，但要發(fā)生側(cè)移通過三棱鏡的光線經(jīng)兩次折射后，出射光線向棱鏡底邊偏折圓界面的法線是過圓心的直線，經(jīng)過兩次折射后向圓心偏折應(yīng)用測(cè)定玻璃的折射率全反射棱鏡，改變光的傳播方向改變光的傳播方向3．光路的可逆性在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的．如果讓光線逆著原來的折射光線射到界面上，光線就會(huì)逆著原來的入射光線發(fā)生折射．【典例1】(多選)若某一介質(zhì)的折射率較大，那么()A．光由空氣射入該介質(zhì)時(shí)折射角較大B．光由空氣射入該介質(zhì)時(shí)折射角較小C．光在該介質(zhì)中的速度較大D．光在該介質(zhì)中的速度較小【典例2】(多選)如圖所示，真空中有一個(gè)半徑為R、質(zhì)量分布均勻的玻璃球，頻率為f的激光束在真空中沿直線BC傳播，于C點(diǎn)經(jīng)折射進(jìn)入玻璃球，并在玻璃球表面的D點(diǎn)又經(jīng)折射進(jìn)入真空中．已知∠COD＝120°，玻璃球?qū)υ摷す馐恼凵渎蕿閑q\r(3)，則下列說法中正確的是(設(shè)c為真空中的光速)()A．激光束的入射角α＝60°B．改變?nèi)肷浣铅恋拇笮。す馐赡茉诓Ａ虻膬?nèi)表面發(fā)生全反射C．激光束在射入玻璃球后，光的頻率變小D．此激光束在玻璃中的波長(zhǎng)為λ＝eq\f(\r(3)c,3f)E．從C點(diǎn)射入玻璃球的激光束，在玻璃球中不經(jīng)反射傳播的最長(zhǎng)時(shí)間為eq\f(2\r(3)R,c)【典例3】如圖所示，厚度為d的平行玻璃磚與光屏EF均豎直放置，玻璃磚右側(cè)面距光屏為d，左側(cè)面距激光源S也是d.由S發(fā)出的兩束激光，一束垂直玻璃磚表面，另一束與玻璃磚表面成45°角，兩束光經(jīng)折射后射到光屏上，光屏上兩光點(diǎn)間距為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2＋\f(\r(3),3)))d，已知光在真空中的傳播速度為c.求：(1)玻璃磚的折射率；(2)激光在玻璃磚中傳播的時(shí)間．【典例4】如圖，玻璃球冠的折射率為eq\r(3)，其底面鍍銀，底面的半徑是球半徑的eq\f(\r(3),2)倍；在過球心O且垂直于底面的平面(紙面)內(nèi)，有一與底面垂直的光線射到玻璃球冠上的M點(diǎn)，該光線的延長(zhǎng)線恰好過底面邊緣上的A點(diǎn)，求該光線從球面射出的方向相對(duì)于其初始入射方向的偏角．應(yīng)用光的折射定律解題的一般思路(1)根據(jù)入射角、折射角及反射角之間的關(guān)系．作出比較完整的光路圖．(2)充分利用光路圖中的幾何關(guān)系，確定各角之間的聯(lián)系，根據(jù)折射定律求解相關(guān)的物理量：折射角、折射率等．(3)注意在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的．考點(diǎn)二光的全反射的理解及應(yīng)用1．求解光的折射、全反射問題的四點(diǎn)提醒(1)光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是相對(duì)而言的．同一種介質(zhì)，相對(duì)于其他不同的介質(zhì)，可能是光密介質(zhì)，也可能是光疏介質(zhì)．(2)如果光線從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，則無論入射角多大，都不會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象．(3)在光的反射和全反射現(xiàn)象中，均遵循光的反射定律，光路均是可逆的．(4)當(dāng)光射到兩種介質(zhì)的界面上時(shí)，往往同時(shí)發(fā)生光的折射和反射現(xiàn)象，但在全反射現(xiàn)象中，只發(fā)生反射，不發(fā)生折射．2．求解全反射現(xiàn)象中光的傳播時(shí)間的一般思路(1)全反射現(xiàn)象中，光在同種均勻介質(zhì)中的傳播速度不發(fā)生變化，即v＝eq\f(c,n).(2)全反射現(xiàn)象中，光的傳播路程應(yīng)結(jié)合光路圖與幾何關(guān)系進(jìn)行確定．(3)利用t＝eq\f(l,v)求解光的傳播時(shí)間．3．解決全反射問題的一般方法(1)確定光是從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)．(2)應(yīng)用sinC＝eq\f(1,n)確定臨界角．(3)根據(jù)題設(shè)條件，判定光在傳播時(shí)是否發(fā)生全反射．(4)如發(fā)生全反射，畫出入射角等于臨界角時(shí)的臨界光路圖．(5)運(yùn)用幾何關(guān)系或三角函數(shù)關(guān)系以及反射定律等進(jìn)行分析、判斷、運(yùn)算，解決問題．【典例5】(多選)如右圖所示，一束光從空氣中射向折射率為n＝eq\r(2)的某種玻璃的表面，θ1表示入射角，則下列說法中正確的是()A．當(dāng)θ1＞45°時(shí)會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象B．只有當(dāng)θ1＝90°時(shí)才會(huì)發(fā)生全反射C．無論入射角θ1是多大，折射角θ2都不會(huì)超過45°D．欲使折射角θ2＝30°，應(yīng)以θ1＝45°的角度入射E．當(dāng)入射角θ1＝arctaneq\r(2)時(shí)，反射光線和折射光線恰好互相垂直【典例6】一厚度為h的大平板玻璃水平放置，其下表面貼有一半徑為r的圓形發(fā)光面．在玻璃板上表面放置一半徑為R的圓紙片，圓紙片與圓形發(fā)光面的中心在同一豎直線上．已知圓紙片恰好能完全遮擋住從圓形發(fā)光面發(fā)出的光線(不考慮反射)，求平板玻璃的折射率．【典例7】如圖，在注滿水的游泳池的池底有一點(diǎn)光源A，它到池邊的水平距離為3.0m．從點(diǎn)光源A射向池邊的光線AB與豎直方向的夾角恰好等于全反射的臨界角，水的折射率為eq\f(4,3).(1)求池內(nèi)的水深；(2)一救生員坐在離池邊不遠(yuǎn)處的高凳上，他的眼睛到池面的高度為2.0m．當(dāng)他看到正前下方的點(diǎn)光源A時(shí)，他的眼睛所接受的光線與豎直方向的夾角恰好為45°.求救生員的眼睛到池邊的水平距離(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)．(1)幾何光學(xué)一定要注意幾何關(guān)系的應(yīng)用，關(guān)鍵是要根據(jù)題意，畫出正確的光路圖，根據(jù)光路圖找出需要的各種幾何關(guān)系，比如本題中的sini＝eq\f(l,\r(l2＋h2))、sini′＝eq\f(a,\r(a2＋h2))、x＋l＝a＋h′等．(2)利用好光路圖中的臨界光線，準(zhǔn)確地判斷出恰好發(fā)生全反射的光路圖是解題的關(guān)鍵，且在作光路圖時(shí)盡量與實(shí)際相符．【典例8】(多選)如圖所示，一塊上、下表面平行的玻璃磚的厚度為L(zhǎng)，玻璃磚的折射率n＝eq\r(3)，若光從上表面AB射入的入射角i＝60°，光在真空中的光速為c，則()A．折射角r＝30°B．光在玻璃中傳播的時(shí)間為eq\f(2\r(3)L,3c)C．光在玻璃中傳播的時(shí)間為eq\f(2L,c)D．改變?nèi)肷浣莍，光在下表面CD可能發(fā)生全發(fā)射【典例9】半徑為R、介質(zhì)折射率為n的透明圓柱體，過其軸線OO′的截面如圖所示．位于截面所在的平面內(nèi)的一細(xì)束光線，以角i0由O點(diǎn)入射，折射光線由上邊界的A點(diǎn)射出．當(dāng)光線在O點(diǎn)的入射角減小至某一值時(shí)，折射光線在上邊界的B點(diǎn)恰好發(fā)生全反射．求A、B兩點(diǎn)間的距離．【典例10】如圖所示，一個(gè)足夠大的水池盛滿清水，水深h＝4m，水池底部中心有一點(diǎn)光源A，其中一條光線斜射到水面上距A為l＝5m的B點(diǎn)時(shí)，它的反射光線與折射光線恰好垂直．(1)求水的折射率n；(2)用折射率n和水深h表示水面上被光源照亮部分的面積(圓周率用π表示)．【典例11】一個(gè)半圓柱形玻璃磚，其橫截面是半徑為R的半圓，AB為半圓的直徑，O為圓心，如圖所示．玻璃的折射率為n＝eq\r(2).(1)一束平行光垂直射向玻璃磚的下表面，若光線到達(dá)上表面后，都能從該表面射出，則入射光束在AB上的最大寬度為多少？(2)一細(xì)束光線在O點(diǎn)左側(cè)與O相距eq\f(\r(3),2)R處垂直于AB從下方入射，求此光線從玻璃磚射出點(diǎn)的位置．考點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)：測(cè)定玻璃的折射率1．實(shí)驗(yàn)原理：用插針法找出與入射光線AO對(duì)應(yīng)的出射光線O′B，確定出O′點(diǎn)，畫出折射光線OO′，然后測(cè)量出角θ1和θ2，代入公式計(jì)算玻璃的折射率．2．實(shí)驗(yàn)器材：白紙、圖釘、大頭針、直尺、鉛筆、量角器、平木板、長(zhǎng)方形玻璃磚．3．實(shí)驗(yàn)過程：(1)鋪白紙、畫線．①如圖所示，將白紙用圖釘按在平木板上，先在白紙上畫出一條直線aa′作為界面，過aa′上的一點(diǎn)O畫出界面的法線MN，并畫一條線段AO作為入射光線．②把玻璃磚平放在白紙上，使它的長(zhǎng)邊跟aa′對(duì)齊，畫出玻璃磚的另一條長(zhǎng)邊bb′.(2)插針與測(cè)量．①在線段AO上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2，透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線的方向，直到P1的像被P2擋住，再在觀察的這一側(cè)依次插兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P1、P2的像及P3，記下P3、P4的位置．②移去玻璃磚，連接P3、P4并延長(zhǎng)交bb′于O′，連接OO′即為折射光線，入射角θ1＝∠AOM，折射角θ2＝∠O′ON.③用量角器測(cè)出入射角和折射角，查出它們的正弦值，將數(shù)據(jù)填入表格中．④改變?nèi)肷浣铅?，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟，列表記錄相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)．4．?dāng)?shù)據(jù)處理：計(jì)算每次的折射率n，求出平均值eq\x\to(n).5．注意事項(xiàng)(1)玻璃磚應(yīng)選用厚度、寬度較大的．(2)大頭針要插得豎直，且間隔要大些．(3)入射角不宜過大或過小，一般在15°～75°之間．(4)玻璃磚的折射面要畫準(zhǔn)，不能用玻璃磚界面代替直尺畫界線．(5)實(shí)驗(yàn)過程中，玻璃磚和白紙的相對(duì)位置不能改變．【典例12】用三棱鏡做測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)，先在白紙上放好三棱鏡，在棱鏡的一側(cè)插入兩枚大頭針P1和P2，然后在棱鏡的另一側(cè)觀察，調(diào)整視線使P1的像被P2的像擋住，接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P3和P1、P2的像，在紙上標(biāo)出的大頭針位置和三棱鏡輪廓如圖所示．(1)在圖上畫出所需的光路．(2)為了測(cè)出棱鏡玻璃的折射率，需要測(cè)量的量是__________，在圖上標(biāo)出它們．(3)計(jì)算折射率的公式是__________________．【典例13】在“測(cè)定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)經(jīng)正確的操作，插好了4枚大頭針P1、P2和P3、P4，如圖所示．(1)在坐標(biāo)線上畫出完整的光路圖，并標(biāo)出入射角θ1和折射角θ2.(2)對(duì)你畫出的光路圖進(jìn)行測(cè)量，求出該玻璃的折射率n＝________(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)．【典例14】在“測(cè)定玻璃折射率”的實(shí)驗(yàn)中，如圖所示為所插四枚大頭針的位置，aa′為事先確定好的玻璃磚的其中一平行邊，bb′為準(zhǔn)確操作時(shí)應(yīng)畫出的玻璃磚的另一平行邊．(1)如果在實(shí)驗(yàn)過程中不小心將玻璃磚向上平移了一些，bb′移到圖中虛線①位置，而在作光路圖時(shí)aa′不變，則所測(cè)得的折射率將________(填“偏大”“偏小”或“不變”)；(2)若所使用的玻璃磚的bb′邊與aa′不平行(如圖虛線②所示)，其他操作無誤，則所測(cè)得的折射率將________(填“偏大”“偏小”或“不變”)．一、單選題1．（2023·江蘇·統(tǒng)考高考真題）地球表面附近空氣的折射率隨高度降低而增大，太陽光斜射向地面的過程中會(huì)發(fā)生彎曲。下列光路圖中能描述該現(xiàn)象的是（

）A．

B．

C．

D．

2．（2023·湖北·統(tǒng)考高考真題）如圖所示，楔形玻璃的橫截面POQ的頂角為30°，OP邊上的點(diǎn)光源S到頂點(diǎn)O的距離為d，垂直于OP邊的光線SN在OQ邊的折射角為45°。不考慮多次反射，OQ邊上有光射出部分的長(zhǎng)度為（

）

A．12d B．22d C．3．（2023·浙江·高考真題）如圖所示為一斜邊鍍銀的等腰直角棱鏡的截面圖。一細(xì)黃光束從直角邊AB以角度θ入射，依次經(jīng)AC和BC兩次反射，從直角邊AC出射。出射光線相對(duì)于入射光線偏轉(zhuǎn)了α角，則α（）A．等于90° B．大于90°C．小于90° D．與棱鏡的折射率有關(guān)二、多選題4．（2023·湖南·統(tǒng)考高考真題）一位潛水愛好者在水下活動(dòng)時(shí)，利用激光器向岸上救援人員發(fā)射激光信號(hào)，設(shè)激光光束與水面的夾角為α，如圖所示。他發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)α大于41°時(shí)，岸上救援人員才能收到他發(fā)出的激光光束，下列說法正確的是（

）

A．水的折射率為1B．水的折射率為1C．當(dāng)他以α=60°向水面發(fā)射激光時(shí)，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角小于60°D．當(dāng)他以α=60°向水面發(fā)射激光時(shí)，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角大于60°5．（2023·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題）等腰三角形△abc為一棱鏡的橫截面，ab=ac；一平行于bc邊的細(xì)光束從ab邊射入棱鏡，在bc邊反射后從ac邊射出，出射光分成了不同顏色的兩束，甲光的出射點(diǎn)在乙光的下方，如圖所示。不考慮多次反射。下列說法正確的是（

）

A．甲光的波長(zhǎng)比乙光的長(zhǎng)B．甲光的頻率比乙光的高C．在棱鏡中的傳播速度，甲光比乙光的大D．該棱鏡對(duì)甲光的折射率大于對(duì)乙光的折射率E．在棱鏡內(nèi)bc邊反射時(shí)的入射角，甲光比乙光的大三、實(shí)驗(yàn)題6．（2023·海南·統(tǒng)考高考真題）用激光測(cè)玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，玻璃磚與屏P平行放置，從另一側(cè)用激光筆以一定角度照射，此時(shí)在屏上的S1處有激光點(diǎn)，移走玻璃磚，光點(diǎn)移到S2處，回答下列問題：

（1）請(qǐng)畫出激光束經(jīng)玻璃折射后完整的光路圖；（2）已經(jīng)測(cè)出AB=l1，OA=l2，S1S2=l3，則折射率n=（用l1、l2、l3表示）；（3）若改用寬ab更小的玻璃磚做實(shí)驗(yàn)，則S1S2間的距離會(huì)（填“變大”，“變小”或“不變”）。7．（2023·廣東·統(tǒng)考高考真題）某同學(xué)用激光筆和透明長(zhǎng)方體玻璃磚測(cè)量玻璃的折射率，實(shí)驗(yàn)過程如下：（1）將玻璃磚平放在水平桌面上的白紙上，用大頭針在白紙上標(biāo)記玻璃磚的邊界（2）①激光筆發(fā)出的激光從玻璃磚上的M點(diǎn)水平入射，到達(dá)ef面上的O點(diǎn)后反射到N點(diǎn)射出．用大頭針在白紙上標(biāo)記O點(diǎn)、M點(diǎn)和激光筆出光孔Q的位置②移走玻璃磚，在白紙上描繪玻璃磚的邊界和激光的光路，作QM連線的延長(zhǎng)線與ef面的邊界交于P點(diǎn)，如圖（a）所示

③用刻度尺測(cè)量PM和OM的長(zhǎng)度d1和d2．PM的示數(shù)如圖（b）所示，d1為cm。測(cè)得

（3）利用所測(cè)量的物理量，寫出玻璃磚折射率的表達(dá)式n=；由測(cè)得的數(shù)據(jù)可得折射率n為（結(jié)果保留3（4）相對(duì)誤差的計(jì)算式為δ=測(cè)量值-真實(shí)值真實(shí)值×100%四、解答題8．（2023·山東·統(tǒng)考高考真題）一種反射式光纖位移傳感器可以實(shí)現(xiàn)微小位移測(cè)量，其部分原理簡(jiǎn)化如圖所示。兩光纖可等效為圓柱狀玻璃絲M、N，相距為d，直徑均為2a，折射率為n（n<2）。M、N下端橫截面平齊且與被測(cè)物體表面平行。激光在M內(nèi)多次全反射后從下端面射向被測(cè)物體，經(jīng)被測(cè)物體表面鏡面反射至N（1）從M下端面出射的光與豎直方向的最大偏角為θ，求θ的正弦值；（2）被測(cè)物體自上而下微小移動(dòng)，使N下端面從剛能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃絲下端面到被測(cè)物體距離b的相應(yīng)范圍（只考慮在被測(cè)物體表面反射一次的光線）。

9．（2023·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題）如圖，一折射率為2的棱鏡的橫截面為等腰直角三角形ΔABC，AB=AC=l，BC邊所在底面上鍍有一層反射膜。一細(xì)光束沿垂直于BC方向經(jīng)AB邊上的M點(diǎn)射入棱鏡，若這束光被BC邊反射后恰好射向頂點(diǎn)A

10．（2022·廣東·高考真題）一個(gè)水平放置的圓柱形罐體內(nèi)裝了一半的透明液體，液體上方是空氣，其截面如圖所示。一激光器從罐體底部P點(diǎn)沿著罐體的內(nèi)壁向上移動(dòng)，它所發(fā)出的光束始終指向圓心O點(diǎn)。當(dāng)光束與豎直方向成45°角時(shí)，恰好觀察不到從液體表面射向空氣的折射光束。已知光在空氣中的傳播速度為c，求液體的折射率n和激光在液體中的傳播速度v。1．(多選)已知介質(zhì)對(duì)某單色光的臨界角為θ，則()A．該介質(zhì)對(duì)此單色光的折射率為eq\f(1,sinθ)B．此單色光在該介質(zhì)中傳播速度為csinθ(c為真空中光速)C．此單色光在該介質(zhì)中的波長(zhǎng)是真空中波長(zhǎng)的sinθ倍D．此單色光在該介質(zhì)中的頻率是真空中的eq\f(1,sinθ)2．如圖，一束光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分為兩束單色光a、b，波長(zhǎng)分別為λa、λb，該玻璃對(duì)單色光a、b的折射率分別為na、nb，則()A．λa＜λb，na＞nbB．λa＞λb，na＜nbC．λa＜λb，na＜nbD．λa＞λb，na＞nb3．某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定半圓形玻璃磚的折射率n.如圖甲所示，O是圓心，MN是法線，AO、BO分別表示某次測(cè)量時(shí)光線在空氣和玻璃磚中的傳播路徑．該同學(xué)測(cè)得多組入射角i和折射角r，作出sini－sinr圖象如圖乙所示．則()A．光由A經(jīng)O到B，n＝1.5B．光由B經(jīng)O到A，n＝1.5C．光由A經(jīng)O到B，n＝0.67D．光由B經(jīng)O到A，n＝0.674．光纖通信中信號(hào)傳播的主要載體是光導(dǎo)纖維，它的結(jié)構(gòu)如圖所示，其內(nèi)芯和外套材料不同，光在內(nèi)芯中傳播．下列關(guān)于光導(dǎo)纖維的說法中正確的是()A．內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射B．內(nèi)芯的折射率比外套的小，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射C．波長(zhǎng)越短的光在光纖中傳播的速度越大D．頻率越大的光在光纖中傳播的速度越大5．打磨某剖面如圖所示的寶石時(shí)，必須將OP、OQ邊與軸線的夾角θ切磨在θ1<θ<θ2的范圍內(nèi)，才能使從MN邊垂直入射的光線，在OP邊和OQ邊都發(fā)生全反射(僅考慮如圖所示的光線第一次射到OP邊并反射到OQ邊后射向MN邊的情況)，則下列判斷正確的是()A．若θ>θ2，光線一定在OP邊發(fā)生全反射B．若θ>θ2，光線會(huì)從OQ邊射出C．若θ<θ1，光線會(huì)從OP邊射出D．若θ<θ1，光線會(huì)在OP邊發(fā)生全反射6．某研究性學(xué)習(xí)小組利用插針法測(cè)量半圓形玻璃磚的折射率．實(shí)驗(yàn)探究方案如下：在白紙上作一直線MN，并作出它的一條垂線AB，將半圓形玻璃磚(底面的圓心為O)放在白紙上，它的直徑與直線MN重合，在垂線AB上插兩枚大頭針P1和P2，然后在半圓形玻璃磚的右側(cè)插上適量的大頭針，可以確定光線P1P2通過玻璃磚后的光路，從而求出玻璃磚的折射率．實(shí)驗(yàn)中提供的器材除了半圓形玻璃磚、木板和大頭針外，還有量角器等．(1)某同學(xué)用上述方法測(cè)量玻璃磚的折射率，他在畫出的垂線AB上豎直插上了P1、P2兩枚大頭針，但在半圓形玻璃磚的右側(cè)區(qū)域內(nèi)，不管眼睛在何處，都無法透過玻璃磚同時(shí)看到P1、P2的像，原因是________________________.為同時(shí)看到P1、P2的像，他應(yīng)采取的措施是_______________________.(2)在采取相應(yīng)措施后，請(qǐng)?jiān)诎雸A形玻璃磚的右側(cè)畫出所插大頭針的可能位置，并用“×”表示，作出光路圖．(3)為計(jì)算折射率，將應(yīng)測(cè)量的物理量標(biāo)注在光路圖上，并由此得出折射率的計(jì)算公式為n＝________.7．如圖所示，AOB是截面為扇形的玻璃磚的橫截面圖，其頂角θ＝76°，今有一細(xì)束單色光在橫截面內(nèi)從OA邊上的點(diǎn)E沿垂直于OA的方向射入玻璃磚，光線直接到達(dá)AB面且恰好未從AB面射出．已知OE＝eq\f(3,5)OA，cos53°＝0.6，試求：(1)玻璃磚的折射率n；(2)光線第一次從OB射出時(shí)折射角的正弦值．8．如圖所示，折射率n=3的透明玻璃半圓柱體，半徑為R，O點(diǎn)是某一截面的圓心，虛線OO'與半圓柱體底面垂直?，F(xiàn)有一條與OO'距離R2的光線垂直底面入射，經(jīng)玻璃折射后與O

A．3R B．(3+1)R C．9．某半徑為r的類地行星表面有一單色點(diǎn)光源P，其發(fā)出的各方向的光經(jīng)過厚度為2-1r、折射率為n=2的均勻行星大氣層（圖中陰影部分）射向太空。取包含P和行星中心O的某一截面如圖所示，設(shè)此截面內(nèi)一衛(wèi)星探測(cè)器在半徑為

A．大氣外表面發(fā)光區(qū)域在截面上形成的弧長(zhǎng)為2B．衛(wèi)星探測(cè)器運(yùn)行時(shí)，任意時(shí)刻只能在軌道上某部分觀測(cè)到光，這部分軌道弧長(zhǎng)為2C．若該行星沒有大氣層，則衛(wèi)星探測(cè)器運(yùn)行時(shí)，在軌道上能觀測(cè)到光軌道弧長(zhǎng)與有大氣層時(shí)的光軌道弧長(zhǎng)相同D．若探測(cè)器公轉(zhuǎn)方向和行星自轉(zhuǎn)的方向相同，探測(cè)器接收到光的頻率一定大于光源發(fā)出的頻率10．（多選）某公園的水池底部有一排等間距的光源（視為點(diǎn)光源），如圖所示，每個(gè)光源可以依次發(fā)出紅、黃、藍(lán)三種顏色的光。水池底部水平，水深為h，紅、黃、藍(lán)三種顏色的光在水中的折射率分別為n1、n2、

A．藍(lán)光在水中的傳播速度最大B．紅光在水中的波長(zhǎng)最長(zhǎng)C．單個(gè)光源發(fā)出的黃光照亮的水面面積為πD．相鄰光源的距離只要大于2hn11．（多選）如圖，為一直角某玻璃材質(zhì)三棱鏡的橫截面，∠A=30°，C為直角。一束單色光從AB邊的中點(diǎn)O平行AC邊射入三棱鏡，恰好從C點(diǎn)離開。已知光在空氣中的傳播速度為3×108m/s。下列說法正確的是（）

A．此玻璃三棱鏡對(duì)該單色光的折射率為3B．該單色光在玻璃三棱鏡的速度為3C．保持AB面上入射點(diǎn)O的位置不變，改變?nèi)肷浣堑拇笮?，可使光在玻璃中的傳播時(shí)間最短D．保持AB面上入射點(diǎn)O的位置不變，無論怎么改變?nèi)肷浣堑拇笮?，都不可能使光在玻璃中的傳播時(shí)間最短12．（多選）如圖所示，一束單色紅光從半圓柱形玻璃磚（其橫截面為圖中所示半圓，O