2023年新教材高中物理专练5光新人教版选择性必修第一册

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专练五　光
1．如图是同一单色光从介质a斜射向空气时的光路图，下列说法正确的是(　　)

A．介质a的折射率为
B．增大入射角，光在界面不可能发生全反射
C．光在空气中的频率大于在介质a中的频率
D．光在空气中的传播速度大于在介质a中的传播速度
【答案】D　【解析】由图可知，介质a的折射率为n＝，A错误；由介质a进入空气，增大入射角，当入射角达到临界角时，光在界面能发生全反射，B错误；光在空气中的频率等于在介质a中的频率，C错误；设光在介质a中的传播速度为v，根据公式n＝＝可得v＝c，由图可知c>v，则光在空气中的传播速度大于在介质a中的传播速度，故D正确．
2．两束不同频率的单色平行光束a、b从空气射入水中，发生了如图所示的折射现象(α>β)，下列结论中正确的是(　　)

A．水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小
B．在水中的传播速度，光束a比光束b小
C．若增大光束a的入射角，则可能发生全反射
D．若光束从水中射向空气，则光束b的临界角比光束a的临界角大
【答案】A　【解析】根据已知条件，可知两束光入射角相等，折射角满足α>β，根据折射定律n＝，可知b光束的折射率较大，A正确；根据v＝，因b光的折射率较大，所以b光在水中的传播速率较小，B错误；发生全反射的条件必须满足光从光密介质射到光疏介质，则光从空气射入水中不可能发生全反射，C错误；根据临界角公式sin C＝，因b光的折射率较大，则光束b的临界角比光束a的临界角小，D错误．
3．光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，长为L，其侧截面如图所示，一复色光以入射角从轴心射入光导纤维后分为a、b两束单色光，两单色光在内芯和外套界面多次全反射后从光导纤维另一端射出，已知内芯材料对a光的折射率为n，真空中的光速为c.下列说法正确的是(　　)

A．内芯材料对b光的折射率大于n
B．在内芯中a光传播速度比b光小
C．若a光恰好发生全反射，则在这段光纤中的传播时间为t＝
D．当sin θ逐渐增大到时，开始有光从纤维侧壁射出
【答案】A　【解析】设折射角为α，根据n＝，由于a光的折射角大于b光的折射角，因此内芯材料对b光的折射率大于对a光的折射率n，A正确；根据n＝，由于内芯对a光的折射率小于对b光的折射率，因此在内芯中a光的传播速度比b光大，B错误；若a光恰好发生全反射，光线a的临界角为C，有sin C＝，则在这段光纤中的传播时间t＝＝＝，C错误；光线a由内芯进入外套时的临界角为C，如图，设外套的折射率为n1>1，内芯对外套的相对折射率为n′，则n′＝，sin C＝＝，随着入射角θ逐渐增大，光线a与边界间的夹角逐渐减小，恰好达到临界角时，根据几何关系C＋α＝，而n＝，整理得sin θ＝Δxb，而由Δx＝λ可得λa>λb，由c＝λf，可知faBP，下列说法正确的是(　　)


A．在真空中，a光的传播速度大于b光的传播速度
B．玻璃对a光的折射率大于玻璃对b光的折射率
C．在玻璃砖中，a光的传播速度大于b光的传播速度
D．b光在玻璃砖下表面发生全反射的临界角大于a光
【答案】C　【解析】a、b光在真空中的传播速度均为c，A错误；a、b光的入射角相同，根据几何关系可知，a光的折射角大于b光的入射角，根据n＝，则na