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2 全反射
一、单选题
1．光导纤维是利用光的全反射来传输光信号的．光导纤维由内、外两种材料制成，内芯材料的折射率为，外层材料的折射率为，如图的一束光信号与界面夹角为，由内芯射向外层，要想在此界面发生全反射，必须满足的条件是（　　）
A．n1＞n2，α大于某一值 B．n1＜n2，α大于某一值
C．n1＞n2，α小于某一值 D．n1＜n2，α小于某一值
2．某公园灯光喷泉的水池下有一点光源，能同时发出红色、绿色两种可见光，人在水面上方向下看，水面Ⅰ区域和Ⅱ区域被照亮，如图所示。下列情况中可能正确的是（　　）
A．Ⅰ区域是包含红光和绿光的复色光，Ⅱ区域是红光
B．Ⅰ区域是包含红光和绿光的复色光，Ⅱ区域是绿光
C．Ⅰ区域是绿光，Ⅱ区域是红光
D．Ⅰ区域是红光，Ⅱ区域是绿光
3．一束光线从空气射向折射率为的玻璃内，入射角为45°，下面光路图中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
4．光纤通信利用光信号传递数据，具有高速、大容量、低损耗、抗干扰等优势。光纤通信中光传播的主要载体是光导纤维，它主要是利用了光的（　　）
A．干涉 B．衍射 C．偏振 D．全反射
5．如图所示，光源S从水面下向空气斜射一束复色光，在A点分成a、b两束，则下列说法正确的是（　　）
A．在水中a光折射率小于b光
B．在水中a光的速度小于b光
C．若a、b光由水中射向空气发生全反射时，a光的临界角较小
D．分别用a、b光在同一装置上做双缝干涉实验，a光产生的干涉条纹间距小于b光
6．如图所示，阴影部分ABC为透明材料做成的光学元件的横截面，是半径为R的圆弧，D为圆心，ABCD构成正方形。D处的点光源向外辐射红光，该材料对红光的折射率。若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，下列说法正确的是（　　）
A．光射入光学元件后频率不变，波长减小
B．光射向圆弧AC时部分光发生全反射
C．AB边有光线出射的部分长度为
D．若换成紫光，AB、BC有光线出射的区域变大
二、多选题
7．随着人们生活水平提高，单反相机已进入普通家庭，单反相机是单镜头反光数码照相机，其重要的部件为五棱镜目镜，五棱镜将实像光线多次反射后改变光路，将影像送至目镜，使观景窗中所看到的影像和胶片上永远一样，这样方便摄影者正确地取景和对焦。某品牌单反相机五棱镜目镜横截面和各部分角度如图所示，其中，光线从中点垂直射入，依次经过和面的反射，且在面的入射角相等，最后光线从面射出。已知光线恰好能够在面上发生全反射，光在真空中的速度为。下列说法正确的是（　　）
A．光线在面上的反射不是全反射
B．五棱镜的折射率为2
C．光线从点入射到面的时间为
D．红光和紫光分别从点入射时，紫光在棱镜内的传播速度更大
8．如图甲所示，一束单色光从真空沿玻璃半圆柱体的径向射入到达底面AB，光线与过O点的法线成角。CD为足够大可旋转的弧形光学传感器，可以测量照射到它表面的光照强度。改变角，CD上的光照强度随角变化的情况如图乙所示。已知，以下说法正确的是（　　）
A．时，光全部从AB界面透射出去
B．若将传感器CD旋转到AB底面的下方，当时接收的光强为0
C．半圆柱体对该单色光的折射率为
D．反射光线和折射光线的最小夹角趋近37°
三、填空题
9．某同学欲利用图示电路将电流表G改装为双量程电压表。已知电流表G的量程为100 A、内阻为500Ω，若要求改装后的电压表的量程分别为3V和15V，则图中串联的分压电阻应为R1＝　 　Ω、R2＝　 　Ω。
10．物理兴趣小组的同学在实验室测量某种型号电池的电动势E及内阻r，实验器材有：
A．待测电源E
B．电压表 （量程为 ，内阻很大）
C．电阻箱R（ ）
D．定值电阻 ，
E. 单刀单掷开关 ，单刀双掷开关
F. 导线若干
小组的同学经过讨论，最终设计了如图1所示的电路，请完成相关内容。
⑴请根据实物图，在图2线框内画出电路图并标上相应的符号（部分已画好）　 　.
⑵先闭合 ，将 切换到a，调节电阻箱至某值，读出电压表示数
⑶保持电阻箱示数不变，　 　（填上必需的步骤），读出此时电压表的示数
⑷重复步骤 (2) (3)读出电压表的多组数据 、 ，如下表：
　 1 2 3 4 5 6
0.15 0.75 1.2 1.5 1.8 2.4
1.1 1.5 1.8 2.0 2.2 2.6
请根据表中数据，在图3中描绘出图像。　 　
⑸若图像的斜率为k，与纵轴的截距的绝对值为b，则电源电动势可表示为 　 　，内阻可表示为 　 　（用b、k、 、 表示）。根据题中测得的实验数据可得，电动势 　 　 ，内阻 　 　 。（后两空保留2位有效数字）
四、解答题
11．如图所示为直角三角形玻璃砖，其中∠A=30°，一束单色光从BC边中点D点以60°的入射角进入玻璃砖，在AC边上发生全反射后从AB边上的E点平行于AC边射出。已知CD距离为d，光在真空中速度为c，求：
（1）玻璃砖的折射率；
（2）光在玻璃砖中传播的时间。
12．如图，一半径为R的透明材料半球，O点是半球的球心，虚线表示光轴（过球心O与半球底面垂直的直线）。已知该材料的折射率为，光在真空中的传播速度为c。现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出（不考虑被半球的内表面反射后的光线）。
（1）半球底面上多大区域面积的入射光线能够直接从球面射出；
（2）距光轴的入射光线，经球面折射后与光轴相交，求该光线从进入半球到该交点的时间t。（已知）
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】光的全反射
2．【答案】A
【知识点】光的全反射
3．【答案】C
【知识点】光的全反射
4．【答案】D
【知识点】光导纤维及其应用
5．【答案】A
【知识点】光的全反射
6．【答案】A
【知识点】光的全反射
7．【答案】B,C
【知识点】光的全反射
8．【答案】B,D
【知识点】光的全反射
9．【答案】2.95×104；1.2×105
【知识点】表头的改装
10．【答案】；将 切换到b；；；；3.0；0.40
【知识点】电池电动势和内阻的测量
11．【答案】（1）；（2）
【知识点】光的全反射
12．【答案】（1）；（2）
【知识点】光的全反射
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