2023版新教材高中物理第四章光及其应用微点5课时作业教科版选择性必修第一册

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微点5　sin C＝ eq \f(1,n)的应用 eq \a\vs4\al(过基础)　1．一束复色光从空气射入光导纤维后分成a、b两束单色光，光路如图所示，比较内芯中的a、b两束光，a光的(　　)A．频率小，发生全反射的临界角小B．频率大，发生全反射的临界角小C．频率小，发生全反射的临界角大D．频率大，发生全反射的临界角大2．一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示．下列说法中正确的是(　　)A．此介质的折射率等于1.5B．此介质的折射率等于 eq \r(3)C．当光从此介质射向真空中时，入射角大于等于45°时可发生全反射现象D．当光从介质射向真空中时，入射角小于30°时可能发生全反射现象3．一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(　　)4．为了研究某种透明新材料的光学性质，将其压制成半圆柱形，横截面如图(a)所示．一束激光由真空沿半圆柱体的径向射入，与过O点的法线成θ角．CD为光传感器，用以探测光的强度．从AB面反射回来的光的强度随θ角变化的情况如图(b)所示．已知sin 53°＝0.8，该材料的折射率为(　　)A． eq \f(5,4)　　　B． eq \f(4,3)　　　C． eq \r(2)　　　D． eq \r(3)5.如图所示，AOB是由某种透明物质制成的 eq \f(1,4)圆柱体的横截面(O为圆心)，折射率为 eq \r(2).有一束平行光以45°的入射角射向圆柱体的OA平面，这些光线中有一部分不能从柱体的AB面上射出，设反射到OB面的光线全部被吸收，也不考虑OA面的反射，则圆柱体AB面上有光线射出的部分占横截面上AB长度的比例为(　　)A．1∶4 B．1∶3C．2∶3 D．1∶26．为了表演“隐形的大头针”节目，某同学在半径为r的圆形薄软木片中心垂直插入一枚大头针，并将其放入盛有水的碗中，如图所示．已知水的折射率为 eq \f(4,3)，为了保证表演成功(在水面上看不到大头针)，大头针末端离水面的最大距离h为(　　)A． eq \f(\r(7),3)r B． eq \f(4,3)rC． eq \f(3,4)r D． eq \f(\r(7),7)r7.(多选)如图为“水流导光”实验装置，长直开口透明塑料瓶内装有适量清水，在其底侧开一小孔，水从小孔流出形成弯曲不散开的水流，用细激光束透过塑料瓶水平射向该小孔，观察到激光束没有完全被限制在水流内传播．下列操作有助于激光束完全被限制在水流内传播的是 (　　)A．增大该激光的强度B．向瓶内再加适量清水C．改用频率更低的激光D．改用折射率更大的液体8.一束光以45°的入射角从AB面射入如图所示的透明三棱镜中，棱镜的折射率n＝ eq \r(2).试求光在AB面的折射角，并在图中画出该光束在棱镜中的光路．9．一个水平放置的圆柱形罐体内装了一半的透明液体，液体上方是空气，其截面如图所示．一激光器从罐体底部P点沿着罐体的内壁向上移动，它所发出的光束始终指向圆心O点．当光束与竖直方向成45°角时，恰好观察不到从液体表面射向空气的折射光束．已知光在空气中的传播速度为c，求液体的折射率n和激光在液体中的传播速度v.10．如图甲所示是用某种透明材料制成的半圆柱体的主截面，一单色细光束由真空中沿圆柱体的半径方向且与AB成37°角射入后在AB面恰好发生全反射．图乙是这种透明材料制成的“玻璃砖”的主截面，左侧是半径为R的半圆，右侧是长为4R的长方形．一束该单色光从左侧沿半径方向与竖直直径成60°角射入．已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，光在真空中的传播速度为c.求：(1)该透明材料的折射率；(2)光从入射到传播到“玻璃砖”最右端所用的时间．11．光纤通信是利用光导纤维传输信号，以实现信息传递的一种通信方式．某实验小组模拟光纤通信，将横截面半径为R的圆柱形光纤材料弯成 eq \f(1,3)圆环，该圆环内径为2R，从A端垂直截面入射的光线恰好能全部从B端射出．已知光在真空中的速度为c，求：(1)该光纤材料的折射率；(2)从A端最下方入射的光线，到达B端所用的时间．微点5　sin C＝ eq \f(1,n)的应用1．答案：C解析：由光路图可知a光的偏折程度没有b光的大，因此a光的折射率小，频率小，由sin C＝ eq \f(1,n)可知，折射率越小发生全反射的临界角越大，故选项C正确．2．答案：C解析：A、B错：根据折射定律n＝ eq \f(sin θ1,sin θ2)＝ eq \f(sin 45°,sin 30°)＝ eq \r(2).C对，D错：光从介质射向真空中，当折射角等于90°时发生全反射，此时入射角为C，则有n＝ eq \r(2)＝ eq \f(sin 90°,sin C)，解得C＝45°，即入射角大于等于45°时发生全反射现象．3．答案：D解析：光垂直AB面入射，在到达AC面上时入射角i＝60°，因光全反射的临界角C满足sin C＝ eq \f(1,n)，临界角C约为45°，i>C，所以光在AC面发生全反射；光到达BC面上的入射角i′＝30°，由于i′