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1、简答题 2009年10月6日，原香港中文大学校长、“光纤之父”高锟教授获得诺贝尔物理学奖．某有线制导导弹发射时，在导弹发射基地和导弹间连一根细如蛛丝的特制光纤，它双向传输信号，能达到有线制导作用．光纤由纤芯和包层组成，其剖面如图，其中纤芯材料的折射率n1=2，包层折射率n2=
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参考答案：（1）如图所示，由题意在纤芯、和包层分界面上全反射临界角C满足
n1sinC=n2sin90°，得C=60°
当在端面上的入射角最大（im=90°）时，折射角r也最大，在纤芯与包层分界面上的入射角i"最小．
在端面上im=90°时，由
n1=sin90°sinrm，得rm=30°
这时i"min=90°-30°=60°=C，所以，在所有情况中从端面入射到光纤中的信号都不会从包层中“泄漏”出去．
（2）当在端面上入射角最大时所用的时间最长，这时光在纤芯中总路程为s=2Lcosrm，
光纤中光速v=cn1，
时间为t=sv=2Ln1c?cosrm=2×3
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 如图所示，是两个城市间的光缆中的一条光导纤维的一段，光缆总长为L，它的玻璃芯的折射率为n1，外层材料的折射率为n2。若光在空气中的传播速度近似为c，则对于光由它的一端射入经多次全反射后从另一端射出的过程中，则下列判断中正确的是
A．n1< n2，光通过光缆的时间等于
B．n1< n2，光通过光缆的时间大于
C．n1> n2，光通过光缆的时间等于
D．n1> n2，光通过光缆的时间大于
参考答案：D
本题解析：略
本题难度：一般
3、选择题 2009年10月6日，瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布，将2009年诺贝尔物理学奖授予英国华裔科学家高锟以及美国科学家威拉德·博伊尔和乔治·史密斯．高锟在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”取得了突破性的成就．光导纤维的结构如图，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的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
C．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射
D．外套的折射率与内芯的大，外套的材料有韧性，可以起保护作用
参考答案：A
本题解析：光导纤维利用的是全反射原理，发生全反射的条件是从光密介质进入光疏介质，A对；
本题难度：一般
4、计算题 （8分）【物理—物理3-4】
（1）下列说法正确的是_______
a．两列频率不同的波可以产生干涉现象
b．单摆的周期与摆球的质量有关，质量越大周期越小
c．机械波的传播速度大小与介质有关
d．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场可以产生电场
（2）如图所示，用某种材料制成的直角三角形ABC，∠A=30°，∠B=60°，一单色光平行AB射入，结果光线垂直BC射出。 
①作出光路图并求出该材料的折射率；
②求光在AB面能够发生全反射的临界角（用反三角函数表示）。
参考答案：（1）cd；（2）光路图见下图；
?；（3）
本题解析：（1）只有相干波才能发生干涉现象，故选项A错误；单摆的周期与质量无关，所以选项B错误；介质不同，机械波的传播速度不同，所以选项C正确；麦克斯韦电磁理论指出，变化的磁场可产生电场、变化的电场可以产生磁场，所以选项D正确；
（2）①光路如图所示。（光路图正确1分）
根据光路图可得：α=30°．．．．．．．．（1分）
根据折射定律
．．．．．．．．（1分）
得
?．．．．．．．．（1分）
②由
．．．．．．．．（1分）
得临界角．．．．．．．．（1分）
本题难度：一般
5、选择题 如图所示．AOB为透明扇形玻璃砖，圆心角
，OM为
AOB的角平分线，一束平行于OM的单色光在空气中由OA边射人玻璃砖，经OA面折射后的光线恰平行于OB。则下列说法中正确的是
A．该玻璃的折射率为2
B．经OA面折射后的光线射到AMB面都将发生全反射
C．该入射光在空气中的波长与玻璃砖中的波长相等
D．该入射光在空气中的频率与玻璃砖中的频率相等
参考答案：D
本题解析：根据几何知识可得光束从OA界面射进玻璃砖的入射角为60°，折射角为30°，故跟据折射定律可得
，根据全反射角公式可得
，即C大于30°，根据几何知识可得射到AMB的光线的最大入射角为30°，故都不可能发生全反射，因为光在折射过程中的频率不变，根据公式
传播速度发生变化，所以根据公式
，该光射入玻璃砖后波长发生变化，故D正确。
本题难度：简单