第2节全反射光导纤维知识点题库

以下说法中正确的是（）

A . 激光是一种人工产生的相干光，具有高度的相干性 B . 由于激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象 C . 光纤通信是激光和光导纤维相结合的产物 D . 普通照相技术所记录只是光波的强弱信息，而全息照相技术还可以记录光波的相位信息

（1）警车向路上的车辆发射频率已知的超声波，同时探测反射波的频率。下列说法正确的是_______。

A . 车辆匀速驶向停在路边的警车，警车探测到的反射波频率增高 B . 车辆匀速驶离停在路边的警车，警车探测到的反射波频率降低 C . 警车匀速驶向停在路边的汽车，探测到的反射波频率降低 D . 警车匀速驶离停在路边的汽车，探测到的反射波频率不变
（2）如图，由透明介质构成的半球壳的内外表面半径分别为R和 $\text{[math]}$ 。一横截面半径为R的平行光束入射到半球壳内表面，入射方向与半球壳的对称轴平行，所有的入射光线都能从半球壳的外表面射出。已知透明介质的折射率为 $\text{[math]}$ 。求半球壳外表面上有光线射出区域的圆形边界的半径。不考虑多次反射。

一足够大的水池内盛有某种透明液体，液体的深度为H，在水池的底部放一点光源S，其中一条光线以30°入射角射到液体与空气的界面上，它的反射光线与折射光线的夹角为105°，如图所示。求

①液体的折射率

②液体表面亮斑的面积。

如图所示，两束单色光a、b从水下面射向A点，光线经折射后合成一束光c，则下列说法正确的是（）

A . 用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距 B . a光在水中的传播速度比b光快 C . 用a、b光分别做双缝干涉时它们的干涉条纹宽度都是不均匀的 D . 在水中a光的临界角大于b光的临界角 E . 若a光与b光以相同入射角从水射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是a光

如图所示，玻璃半球体的折射率为 $\text{[math]}$ ，一束单色光以平行于底边AB的方向从P点射入半球体，已知半球体的半径为R，∠POA=45°，真空中光速为c，试求单色光在半球体内传播的时间.

如图所示，ABC为直角三棱镜，∠ACB=30°，∠ABC=90°．一東光线OD从AC而的D点入射到三棱镜上，经折射后在BC面的E点发生全反射，然后从AB面的F点经折射后射出三棱镜．已知EG垂直于BC，EG交AC于G点，D点恰好为CG的中点，不计光线在三棱镜中的多次反射，求：

(i)从F点射出的光线相对于入射光线OD的偏转角；

(ⅱ)满足光线在三棱镜中传播路径不变的条件下，棱镜折射率的范围．

下列说法正确的是（）

A . 肥皂泡呈现彩色条纹是光的折射现象造成的 B . 在双缝干涉实验中条纹变宽，可能是将入射光由绿光变为红光造成的 C . 光导纤维传送图像信息利用了光的衍射原理 D . 光从真空中以相同的入射角斜射入水中，红光的折射角大于紫光的折射角

自古以来人们对钻石都情有独钟，而市面上各种材料做的假钻石也非常多，对比钻石折射率是钻石真假的一种方法．如图所示，OABCD为某种材料做成的钻石的横截面，关于直线OO’对称，∠A＝∠D＝90°．图中∠AOO’角度为θ＝45°．现使一束单色光照射到AB边上的P点，入射角α＝60°，进入钻石的光线在AO边中点M发生全反射，并从OD边上N点折射出去，其中OA＝2 $\text{[math]}$ mm，ON＝1mm．已知真钻石对该光线的折射率为2.42．

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（1）通过求解该钻石的折射率，判断该钻石的真假．
（2）光在真空中传播的速度为c＝3×10⁸m/s．求该单色光从入射到第一次折射出该钻石经历的时间（结果保留两位小数）．

光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，如图所示，一复色光以入射角 $\text{[math]}$ 射入光导纤维后分为a，b两束单色光，a，b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，下列说法正确的是（）

A . 从空气射入光导纤维，a光、b光的波长都变短 B . 内芯折射率小于外套的折射 C . 分别经过同一双缝干涉装置，a光的条纹间距比b光的大 D . b光比a光更容易发生衍射现象

如图所示，一束白光以入射角θ射向三棱镜 $\text{[math]}$ ，在光屏上形成彩色光带 $\text{[math]}$ ，则（）

A . a处光的波长小于b处光的波长 B . 在棱镜中，a处光的传播速度小于b处光的传播速度 C . 增大θ，a处的光可能在AB面上发生全反射 D . 减小θ，b处的光可能在AC面上发生全反射

酷热的夏天，在平坦的柏油公路上，你会看到在一定距离处，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影。但当你靠近“水面”时，它却随你靠近而后退。对此现象，下列解释正确的是（）

A . 出现的是“海市蜃楼”，是光的折射造成的 B . “水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉 C . 太阳光辐射到地面，使地表温度升高，折射率变大，发生全反射 D . 太阳光辐射到地面，使地表温度升高，折射率变小，发生全反射

2020年11月29日WTT澳门国际乒乓球赛在新冠肺炎疫情平稳可控的背景下圆满落幕，在本次比赛中，光纤通信网覆盖了整个场地，为比赛提供了安全可靠的通信传输。如图所示，一条圆柱形的光导纤维，长为L，它的内芯的折射率为n₁ ，外层材料的折射率为n₂ ，光从一端射入，经全反射后从另一端射出，所需的最长时间为t，请探究分析以下问题：

（1） n₁和n₂的大小关系。
（2）最长时间t的大小。(图中标的C为全反射的临界角，其中 sin C= $\text{[math]}$ )

一束光照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面，经下表面反射从玻璃砖上表面射出，光线分为a、b两束，如图所示，下列说法正确的是 ( )

A . 在玻璃中a光的传播速度大于b光的传播速度 B . 在真空中遇到障碍物时，b光更容易产生明显的衍射现象 C . 增大空气一侧的入射角，a光先消失 D . 在真空中用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距大于b光的条纹间距

测定折射率是鉴定宝石真假的一种方法。如图所示为某种宝石的截面图，∠ACE=∠BDE=∠CED=90°，现使一束红光以入射角i=60°射到AC边上某点，在CE边中点M发生全反射，并从ED边上N点折射出，其中CE=4 $\text{[math]}$ mm，EN=2 mm(真空中的光速c=3×10⁸ m/s)，则 ( )

A . 该宝石对红光的折射率n= $\text{[math]}$ B . 红光从入射到从N点射出经历的时间为 $\text{[math]}$ ×10^-11 s C . 调整红光的入射角i，可使光线在ED边上发生全反射 D . 换用蓝光进行鉴定，光线有可能在ED边上发生全反射

对下列四个有关光的实验示意图，分析正确的是（）

A . 图甲中若改变复色光的入射角，则b光先在水珠中发生全反射 B . 图乙若只减小屏到挡板的距离L，则相邻亮条纹间距离将减小 C . 图丙中若得到明暗相间平行等距条纹说明待测工件表面平整 D . 若只旋转图丁中M或N一个偏振片，光屏P上的光斑亮度不发生变化

如果玻璃中有个小气泡，看起来会特别明亮，是因为光从玻璃射向气泡时，一部分光线发生了全反射的缘故。一个半径为 $\text{[math]}$ 、折射率为 $\text{[math]}$ 的球形玻璃中有一个同心球形气泡，气泡半径为R，O为球形玻璃的球心，AB为过球心的一个轴线，如图所示。一束平行于AB轴线的光束射向球形玻璃，其中与AB距离为 $\text{[math]}$ 的入射光线从球形玻璃的M点射入。若气泡和玻璃周围空间均可看成真空。

i.判断该光线在气泡界面上能否发生全反射（写出判断过程）

ii.求该光线在玻璃中的传播时间（已知光在真空中的速度为c）。

某游泳池灌满水时水深为h=3.0m，游泳池底部安装有发射某种色光的点光源。若在液面放置一半径为r=1.0m的不透明圆形遮挡物，其圆心位于点光源的正上方，则在距水面高度为H=4.0m高的天花板上能形成半径为R=3.0m的圆形阴影，求：

（1）游泳池中水对点光源所发色光的折射率；
（2）撤去遮挡物后在水面有光线射出区域的半径。

一赛艇停在平静的水面上，赛艇前端有一标记P离水面的高度为h₁=0.6m，尾部下端Q略高于水面；赛艇正前方离赛艇前端s₁=0.8m处有一浮标，示意如图。一潜水员在浮标前方s₂=3.0m处下潜到深度为h₂=4.0m时，看到标记刚好被浮标挡住，此处看不到船尾端Q；继续下潜△h=4.0m，恰好能看见Q。求

（i）水的折射率n；

（ii）赛艇的长度l。（可用根式表示）

如图所示四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（）

A . 甲图中微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动 B . 乙图中食盐晶体在熔化时要吸热，因此晶体在熔化过程中分子平均动能增加 C . 丙图中小草上的露珠看起来比较明亮是光在水中的全反射现象 D . 丁图中两个分子的间距从极近逐渐增大到 $\text{[math]}$ 的过程中，它们的分子势能逐渐增大

光从空气斜射向某种玻璃，入射角为 $\text{[math]}$ ，折射角为 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

A . 入射角 $\text{[math]}$ 小于折射角 $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ 增大时 $\text{[math]}$ 减小 C . $\text{[math]}$ 增大时可能发生全反射现象 D . $\text{[math]}$ 增大时 $\text{[math]}$ 也增大，但 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的比值不变

第2节 全反射 光导纤维 知识点题库

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