4.4 光导纤维及其应用 同步练习 -2025-2026学年高二上学期物理鲁科版选择性必修第一册

4.4光导纤维及其应用 一、单选题 1．华裔科学家高锟因在“有关光导纤维用于光学通信方面”取得了突破性成就而获得2009年诺贝尔物理学奖。利用光导纤维进行光纤通信所依据的原理是（　　） A．光的全反射 B．光的折射 C．光的干涉 D．光的色散 2．关于图片中的物理现象，描述不正确的是（　　） A．甲图，水波由深水区传播至浅水区，波速方向改变，属于波的反射现象 B．乙图，水波穿过障碍物的小孔后，能传播至两侧区域，属于波的衍射现象 C．丙图，两列同频率的水波在空间叠加，部分区域振动加强，属于波的干涉现象 D．丁图，竹竿举起蜂鸣器快速转动，听到蜂鸣器频率发生变化，属于波的多普勒效应 3．如图所示的虚线表示两种介质的界面及其法线，实线表示一束光线射向界面后发生反射和折射的光线，以下说法正确的是（　　） A．Ob可能是入射光线 B．aO一定是入射光线 C．Oc可能是入射光线 D．Ob一定不是反射光线 4．如图所示，一光导纤维内芯的折射率为n1，外套的折射率为n2，一束光信号与界面夹角为α由内芯射向外套，要在界面发生全反射，必须满足的条件是　（　　） A．n1>n2，α小于某一值 B．n1<n2，α大于某一值 C．n1>n2，α大于某一值 D．n1<n2，α小于某一值 5．经研究发现：空气的折射率大于1，并且离地球表面越近，大气层的密度越大，折射率越大，假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比(     ) A．将提前 B．将延后 C．某些区域提前，在另一些区域延后 D．不变 6．下列关于光的应用中，叙述正确的是（    ） A．3D立体电影的放映利用了光的干涉原理 B．光导纤维是利用了光的衍射原理 C．可利用激光进行室内照明 D．激光的全息照相是利用了激光的相干性好的特点 7．如图所示，眼睛在a处看到鱼在水中的b处。若从a处射出一束激光欲照射到鱼身上，则激光应对着哪一位置射出（　　） A．b的下方 B．b的上方 C．b处 D．无法确定 8．关于光的传播现象及应用，下列说法正确的是（  ） A．一束白光通过三棱镜后形成了彩色光带是光的色散现象 B．光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率小 C．海面上的海市蜃楼将呈现倒立的像，位置在实物的上方，又称上现蜃景 D．一束色光从空气进入水中，波长将变短，色光的颜色也将发生变化 9．在人类历史的进程中，物理学的发展促进了科学技术的不断进步，推动了人类文明的发展。下列物理学中的观点，正确的是（　　） A．物体做受迫振动时如果增大驱动力的频率，则物体做受迫振动的振幅会增大 B．在干涉图样中，振动加强区域的质点的位移不一定大于振动减弱区域质点的位移 C．光导纤维有很多的用途，它由内芯和外套两层组成，外套的折射率比内芯要大 D．当波源远离接收者时，观察者接收到的波的频率比波源频率高 10．如图是两个并排而且深度相同的水池，一个装水，另一个未装水，在两池的中央各竖立着一只长度相同而且比池深略高的标杆。当阳光斜照时就会在池底形成杆的影子，下列说法正确的是（　　） A．装水的池中标杆影子较长 B．未装水的池中标杆影子较长 C．两池中标杆影子长度相同 D．装水的池中标杆没有影子 11．下列说法正确的是（　　） A．由于真空中没有介质，因此电磁波不能在真空中传播 B．无线电通信是利用电磁波传输信号的，而光导纤维传送图像信息是利用光的全反射原理 C．无影灯利用的是光的衍射原理，雨后的彩虹是光的干涉现象 D．泊松亮斑是光的干涉现象，全息照相的拍摄利用了光的衍射原理 12．如图所示，实线为空气和水的分界面，一束黄光从水中的A点沿AO1方向（O1点在分界面上，图中O1点和入射光线都未画出）射向空气中，折射后通过空气中的B点，图中O点为A、B连线与分界面的交点，C点、D点分别为B点正下方和正上方的一点，下列说法正确的是（　　） A．O1点在O点的左侧 B．黄光从水中射入空气中后，波长变短 C．若沿AO1方向射向空气中的是一束紫光，则折射光线有可能通过B点正上方的D点 D．若红光沿AO1方向射向空气中，则折射光线有可能通过B点正下方的C点 13．如图所示，为一个均匀透明介质球，球心位于O点，半径为R。一束单色光从真空中沿DC方向平行于直径AOB射到介质球上的C点，DC与AB的距离，若该光束射入球体经一次反射后由E点再次折射回真空中，此时的出射光线刚好与入射光线平行，已知光在真空中的速度为c，则(　　) A．介质球的折射率为n＝3 B．若增大入射光的频率，则该出射光线仍与入射光线平行 C．光束从C点射入到从E点射出所经历的总时间为 D．若介质球的折射率增大，光线可能在介质球的内表面CBE区域的某位置发生全反射 14．声波从介质Ⅰ进入介质Ⅱ的折射情况如图所示，由图判断下面的说法正确的是（　　） A．若i>r，则声波在介质Ⅰ中的传播速度小于声波在介质Ⅱ中的传播速度 B．若i>r，则Ⅰ可能是空气，Ⅱ可能是水 C．若i>r，则Ⅰ可能是钢铁，Ⅱ可能是空气 D．在介质Ⅰ中的传播速度v1与在介质Ⅱ中的传播速度v2满足 15．有关光的应用，下列说法不正确的是（  ） A．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度 B．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象 C．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是光的折射形成的色散现象 D．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射原理 16．如图所示，普通的 DVD采用红色激光器作为读写光源，而蓝光光盘（BD－ROM）则采用蓝色激光器， 由于读取激光的波长越短，则盘的记录层记录的最小凹坑长度越小，所以蓝光光盘单面最高容量比普通DVD 存储量大得多，下列说法中正确的是（    ） A．红光频率高，蓝光频率低 B．在光盘的透明光学传输介质层中，红光束比蓝光束传播速度更快 C．若红蓝光束先后通过同一单缝衍射装置，红蓝光束的中央亮纹一样宽 D．蓝光和红光的复合光经过三棱镜折射后，红光偏折程度较大 17．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是(　　) A．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象 B．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象 C．在光导纤维内传送图象是利用光的色散现象 D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象 18．a、b、c三条平行光线垂直于半圆柱体玻璃砖的截面直径从空气射向玻璃砖，如图所示，光线b正好过圆心O，光线a、c从光线b的两侧对称入射，光线a、c从玻璃砖下表面进入空气后与光线b交于P、Q。以下说法不正确的是（　　） A．玻璃对a光的折射率大于对c光的折射率 B．玻璃对三种光的折射率关系为 C．a光比c光穿过该半圆柱体玻璃砖所需时间长 D．在相同条件下进行双缝干涉实验，c光的条纹间距比a光宽 19．如图所示为一个透明球体的横截面，其半径为R，AB是一竖直直径，现有一束半径为的圆环形平行细光沿AB方向射向球体(AB直径为圆环中心轴线)，所有光线经折射后恰好经过B点射出，则透明球体的折射率为（　　） A． B． C． D． 20．如图所示，a、b两束不同频率的单色光以的入射角射到玻璃砖的上表面上，入射点分别为A、直线垂直玻璃砖与玻璃砖上表面相交于E点、B到E的距离相等、b两束光与直线在同一平面内图中纸面内经过玻璃砖后，a、b两束光相交于图中的P点则下列判断中正确的是　　 A．在真空中，a光的传播速度大于b光的传播速度 B．在玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度 C．玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率 D．a光的频率大于b光的频率 二、多选题 21．下列说法中正确的是__________． A．对于同一障碍物，波长越长的光衍射现象越明显 B．白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的干涉现象 C．红光由空气进入水中，波长变长，颜色不变 D．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉 E．无论光源与观察者是否存在相对运动，观察者观测到的光速都是不变的 22．关于光的叙述中，下面说法正确的是(      ) A．激光能沿着弯曲的光导纤维传播，是利用了光的全反射原理 B．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化 C．通过两枝铅笔的狭缝所看到的远处日光灯的彩色条纹，是光的干涉所致 D．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由蓝光改为黄光，则条纹间距变宽 23．夏天，海面上出现了蜃景，如图所示，下列说法正确的是（　　） A．海面上上层空气的折射率比下层空气的折射率要小 B．海面上上层空气的折射率比下层空气的折射率要大 C．A是景物，B是蜃景 D．A是蜃景，B是景物 24．如图所示，把由同种玻璃制成的厚度为d的立方体A和半径为d的半球体B放在报纸上，且让半球的凸面向上。从B正上方（对B来说是最高点）分别观察A、B中心处报纸上的文字，下面的观察记录正确的是（　　） A．看到A中的字比B中的字高 B．看到B中的字比A中的字高 C．看到A、B中的字一样高 D．看到B中的字和没有放玻璃半球时一样高 25．下列所示的四个现象中，与光的折射无关的是（　　） A．屏幕上呈现手的影子 B．筷子看起来在水中变弯了 C．山在水中形成倒影 D．雨后形成的彩虹 26．下列对光现象的认识不正确的是（　　） A．光从一种介质射向另一种介质时一定会发生全反射 B．全息照相技术利用了光的干涉 C．从水面上看水下的物体，会感觉水下物体的深度比实际深度浅，这与光的折射有关 D．白光在透过三棱镜或者照射到肥皂泡上均会发生色散，这两种现象的原因相同 27．如图所示，虚线表示两种介质的界面及其法线，实线表示一束光线以及它射向界面后发生反射和折射的光线，以下说法正确的是（　　） A．bO不可能是入射光线 B．aO是入射光线 C．cO是入射光线 D．Ob是反射光线 28．华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理学奖，他被誉为“光纤通信之父”。光纤通信中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。下列关于光导纤维的说法中正确的是（　　） 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．波长越短的光在光纤中传播的速度越大 D．频率越大的光在光纤中传播的速度越小 29．把长方体玻璃砖放在报纸上(如图所示)，从正上方观察报纸上红色和绿色的字，下面说法正确的是(　　) A．看到红色和绿色的字一样高 B．看到绿色的比红色的字高 C．看到红色的比绿色的字高 D．看到红色和绿色的字都比报纸高 30．如图所示，一透明体的横截面为四分之一圆弧AB，O点为圆心，半径为R，C点在圆弧AB上且C点到AO的距离为。一光线平行AO方向从C点射入透明体后，通过OB上的D点，光在真空中的传播速度大小为c。下列说法正确的是（　　）    A．透明体对该光线的折射率为 B．透明体对该光线的折射率为 C．该光线从C点传播到D点的时间为 D．该光线从C点传播到D点的时间为 31．如图所示为一正六边形冰晶截面，边长为l。一束紫光由AF中点处射到在冰晶上，为冰晶上的入射角，为经过第一个界面的折射角，为光离开冰晶的折射角，其中。若将紫光改为红光，光线仍可从BC边上射出。已知光在真空中的速度为c，则下列说法中正确的是（　　）    A．冰晶对紫光的折射率为 B．紫光在冰晶中传播时间为 C．在冰晶内红光的传播速度比紫光的传播速度小 D．在冰晶内红光的波长比紫光的波长长 E．保持入射角不变，将紫光改为红光，将增大 32．如图所示，实线为空气和水的分界面，一束蓝光从空气中的A点沿AO1方向(Ol点在分界面上，图中Ol点和入射光线都未画出)射向水中，折射后通过水中的B点．图中O点为A、B连线与分界面的交点．下列说法正确的是 A．Ol点在O点的右侧 B．蓝光从空气中射入水中时，速度变小 C．若沿AOl方向射向水中的是—束紫光，则折射光线有可能通过B点正下方的C点 D．若沿AOl方向射向水中的是—束红光，则折射光线有可能通过B点正上方的D点 E．若蓝光沿AO方向射向水中，则折射光线有可能通过B点正上方的D点 33．如图所示，MN为竖直放置的光屏，光屏的左侧有半径为R的透明半圆柱体，PQ为其直径，O为圆心，轴线OA垂直于光屏，O至光屏的距离R，位于轴线上O点左侧R处的点光源S发出一束与OA夹角θ＝60°的光线沿纸面射向透明半圆柱体，经半圆柱体折射后从C点射出。已知∠QOC＝30°，光在真空中传播的速度为c。则（　　）    A．该透明半圆柱体的折射率为 B．该透明半圆柱体的折射率为 C．该光线从S传播到达光屏所用的时间为 D．该光线从S传播到达光屏所用的时间为 34．下列现象与产生原因不属于光的衍射的是（　　） A．通过尼龙伞看太阳，观察到彩色的花边 B．晴天汽车开过积水的地面后，留下一些油使水面出现彩色薄膜 C．著名的泊松亮斑 D．激光在光导纤维内传播 E．医院手术室使用无影灯 35．如图，为一直角某玻璃材质三棱镜的横截面，∠A=30°，C为直角。一束单色光从AB边的中点O平行AC边射入三棱镜，恰好从C点离开。已知光在空气中的传播速度为3×108m/s。下列说法正确的是（　　）    A．此玻璃三棱镜对该单色光的折射率为 B．该单色光在玻璃三棱镜的速度为 C．保持AB面上入射点O的位置不变，改变入射角的大小，可使光在玻璃中的传播时间最短 D．保持AB面上入射点O的位置不变，无论怎么改变入射角的大小，都不可能使光在玻璃中的传播时间最短 36．如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃分成OB、OC两束光。下列说法正确的是（　　） A．光束OB是红光 B．紫光在真空中的波长比红光在真空中的波长小 C．紫光在玻璃中的频率比红光在玻璃中的频率小 D．两束光分别在OB、OC段传播时所用的时间相等 37．在图中是光线在空气中和玻璃中传播的情形，其中NN'⊥MM'，∠3=∠6，则下列说法正确的是（　　） A．BO不可能是入射光线 B．OA可能是入射光线 C．空气在界面的左侧 D．折射角一定是∠1 38．光纤是现代通信普遍使用的信息传递媒介，现有一根圆柱形光纤，光信号从光纤一端的中心进入，并且沿任意方向进入的光信号都能传递到另一端．下列说法正确的有(　　) A．光从空气进入光纤时传播速度变小 B．光导纤维利用了光的全反射原理 C．光纤材料的折射率可能为 D．光纤材料的折射率可能为1.2 39．如图所示，光在真空和介质的界面MN上发生偏折，那么下列说法正确的是（　　）    A．光是从真空射向介质 B．介质的折射率为1.73 C．光在介质中的传播速度为 D．当入射角增大10°，则折射角也将增大10° 40．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，一复色光以一定的入射角（i≠0）从轴心射入光导纤维后分为a、b两束单色光，已知内芯材料对a光的折射率为，真空中的光速为c。下列说法正确的是（  ） A．在内芯介质中a单色光的传播速度比b单色光大 B．入射角i由逐渐增大时，a单色光全反射现象先消失 C．从空气射入光导纤维，a、b单色光的波长都变长 D．若入射角时，a、b单色光在内芯和外套界面都发生全反射，则a单色光在介质中传播的时间为 三、实验题 41．某实验小组欲测定一段圆柱形玻璃砖的折射率，其操作步骤如下：    a．将白纸固定在水平桌面上，将圆柱形玻璃砖竖直放在白纸上，用铅笔准确描出玻璃砖底面圆的轮廓。 b．将底面圆圆周平分为60等份，并标上相应的数字，如图甲所示，再将玻璃砖竖直放回图甲中的底面圆轮廓上进行实验。 c．用激光笔发出细束激光，沿平行于圆直径的方向入射，分别准确记录入射点P和出射点Q在圆周上对应的读数、。 d．改变入射点位置，重复步骤c。 （1）根据圆周上的读数、可得，入射角 ，折射角 。（以弧度制表示） （2）若经过多次测量，做出的图像如图乙所示，则玻璃砖的折射率为 （结果保留三位有效数字）。 （3）在本实验的操作过程中，若入射光线发生了如图甲中虚线AB所示的偏离，则折射率的测量值将 （填“偏大”或“偏小”）。 42．小桂正在研究光折射时的特点。如图所示是一束光从空气射入水中时的光路，多次实验得到如下表数据： 入射角 15° 30° 45° 60° 折射角 11° 22° 33° 44° 分析表格数据可知： （1）光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 （2）当光从空气垂直射到水面时，传播方向 。 （3）小桂让一束光沿着图中BO方向入射向水面时，发现光线沿着OA方向折射进入空气，这表明：光的折射现象中，光路是 。 （4）小桂接着又完成了光从空气斜射进玻璃和从玻璃斜射入空气的实验，他这样进行多次实验的目的是为了 。 43．在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作插好了4枚大头针，如图甲所示． （1）在答题纸上相应的图中画出完整的光路图 ； （2）对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n= （保留3位有效数字）； （3）为了观察光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了二次实验，经正确操作插好了8枚大头针，如图乙所示．图中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是P3和 （填“A”和“B”） 44．（1）在光学中，折射率是这样定义的，让光线从真空（或空气）射入某介质发生折射，如果入射角是i，折射角是r，则该介质的折射率为，下图为某光线通过等腰三角形三棱镜（顶角为2）的光路图，则该三棱镜的折射率为 。 （2）将三棱镜换成如图所示平行玻璃砖，平行玻璃砖的厚度为d。某光线斜射到玻璃砖的上表面，α=45°，光线从玻璃砖的下表面射出，玻璃对这种光的折射率为，则出射光线与入射光线的间距x为 。     四、解答题 45．为了从坦克内部观察外部的目标，在坦克壁上开了一个孔。假定坦克壁厚，孔的左右两边距离，孔内安装一块折射率为1.52的玻璃，厚度与坦克的壁厚相同（俯视图）。坦克内的人通过这块玻璃能看到的外界角度范围为多大？ 46．如图所示，光从空气射入某介质，入射光线和界面的夹角为45°，反射光线和折射光线之间的夹角为105°，这种介质的折射率为多大？ 47．如图所示，在MN的下方足够大的空间是玻璃介质，其折射率，玻璃介质的上边界MN是屏幕，玻璃中有一个正三角形空气泡，其边长，顶点与屏幕接触于C点，底边AB与屏幕平行，一束激光a垂直于AB边射向AC边的中点O，结果在屏幕MN上出现两个光斑。 （1）求两个光斑之间的距离； （2）若任意两束相同的激光同时垂直于AB边向上射入空气泡，求屏幕上相距最远的两个光斑之间的距离。 48．一束光从空气斜射入两面平行的玻璃砖的一个平面，再从另一平行平面射出。试证明出射光与入射光平行。 49．如图所示，水族馆训练员在训练海豚时，将一发光小球高举在水面上方的A位置，海豚的眼睛在B位置，A位置和B位置的水平距离为d，A位置离水面的高度为d。训练员将小球向左水平抛出，入水点在B位置的正上方，入水前瞬间速度方向与水面夹角为θ。小球在A位置发出的一束光线经水面折射后到达B位置，折射光线与水平方向的夹角也为θ。 已知水的折射率，求: （1）tanθ的值； （2）B位置到水面的距离H。 50．如图所示，一根长为L的直光导纤维，它的折射率为n。光从它的一个端面射入，又从另一个端面射出所需的最长时间为多少？（设光在真空中的光速为c）    51．如图所示为某水池的截面图，其截面为高、上底宽的等腰梯形，当水池加满水且阳光与水平面的夹角最小时（为），阳光恰好可以照射到整个水池的底部。已知水池的腰与水平面间的夹角，，。 (1)求水池中水的折射率； (2)若在水池底部中心放一点光源，求站在池边的身高的观察者能看到光源时离池边的最大的距离。 52．如图所示，水平面上有一个激光光源P，通过调整角度可朝水平面上方各个方向发射一束单色光。现有一个半径为R的透明半球体，其直径与水平面平行，O点为半球体的球心，O点到水平面的距离，从光源P发射的一细束单色光经过半球体后，恰好从半球体上表面上的B点竖直向上射出，，已知光源P与Q点的距离，O、P、Q三点位于同一竖直平面内。求： （1）光线从P射向半球体的方向与水平面的夹角； （2）透明半球体对该单色光的折射率。 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．A 【详解】光导纤维进行光学通信利用光在不停地发生全反射，故A正确，BCD错误。 2．A 【详解】A．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象，A错误； B．乙图，水波穿过障碍物的小孔后，能传播至两侧区域，属于波的衍射现象，B正确； C．丙图，两列同频率的水波在空间叠加，部分区域振动加强，属于波的干涉现象，C正确； D．丙图，竹竿举起蜂鸣器快速转动，听到蜂鸣器频率发生变化，属于波的多普勒效应，D正确。 故选A。 3．B 【详解】由反射定律可知，反射角等于入射角，入射光线和反射光线分居法线两侧；由折射定律可知，折射角与入射角不相等，且分居法线两侧。综上可知，PQ是法线，MN是界面，aO是入射光线，Ob是反射光线，Oc是折射光线，故选B。 4．A 【详解】要使光信号在内芯和外套的界面发生全反射，则内芯的折射率n1应大于外套的折射率n2，且入射角要大于或等于临界角，所以α应小于某一值，故A正确，BCD错误。 故选A。 5．B 【详解】若地球表面不存在大气层，太阳光将在真空中沿直线传播，由于地球是圆形的，所以只有太阳升到某一位置时才能观察到；而正因为地球表面上有大气层，太阳光射入大气层时会发生折射现象，能够提前观察到；所以如果地球表面不存在大气层，那么观察到的日出时刻与实际存在大气层时的情况相比将延后．故选B． 6．D 【详解】A．立体电影是利用了光的偏振现象，故A错误； B．光导纤维利用的是光的全反射原理，故B错误； C．室内照明需要更多的散射光，而激光的方向性比较好，是单方向的光，不适合室内照明，故C错误； D．激光的全息照相是利用了激光的相干性好的特点，故D正确。 故选D。 7．C 【详解】人眼看到的是鱼的虚像，鱼“发出”的光线经水面折射后进入人眼，由光路可逆知，当激光从a处向b处发射时，经水面折射后将刚好照射到鱼身上。 故选C。 8．A 【详解】A．一束白光通过三棱镜后形成了彩色光带是光的色散现象，A正确； B．由全反射的条件可知，内芯材料的折射率比外套材料的折射率要大，B错误； C．海市蜃楼将呈现正立的像，位置在实物的上方，又称上现蜃景，C错误； D．色光进入水中，光的频率不变，颜色不变，D错误。 故选A。 9．B 【详解】A．物体做受迫振动时当驱动力的频率等于物体的固有频率时物体的振幅最大，若再增大驱动力的频率，则振幅会减小，选项A错误； B．振动加强区域质点是在平衡位置附近振动，有时位移为零，故加强区域的质点的位移不一定大于振动减弱区域质点的位移，选项B正确； C．光导纤维利用光的全反射制成，因此内芯折射率比外套大，选项C错误； D．当波源远离接收者时，观察者接收到的波的频率比波源频率低，选项D错误。 故选B。 10．B 【详解】未装水时，光沿直线传播从杆顶照射到池底的P点，而装水时，光沿直线传播从杆顶照射到水面时发生折射，由于折射角较小，故照射到池底的Q点，如图所示，可知未装水的池中标杆影子较长，故选B。 11．B 【详解】A．电磁波可以在真空中传播，A错误； B．无线电通信是利用电磁波传输信号的，光导纤维传送图像信息是利用光的全反射原理，B正确； C．无影灯利用的是光的直线传播原理，雨后的彩虹是光的折射现象，C错误； D．泊松亮斑是光的衍涉现象，全息照相的拍摄利用了激光的单色性，即相干性原理，D错误。 故选B。 12．A 【详解】 A．光由水射入空气中折射时折射角大于入射角，画出光的光路图如图所示，可见点在点的左侧，A正确； B．光在真空中速度最大，当黄光从水中射入空气中时，速度变大，由知，波长变长，B错误； C．若沿方向射向空气中的是一束紫光，水对紫光的折射率大于黄光的折射率，根据折射定律可知，紫光的偏折程度大于黄光的偏折程度，可能通过B点下方的C点，C错误； D．若沿方向射向水中的是一束红光，水对红光的折射率小于黄光的折射率，根据折射定律可知，红光的偏折程度小于黄光的偏折程度，所以折射光线有可能通过B点正上方的D点，D错误； 故选A。 13．C 【详解】A．光路图如右图． 由几何关系可得 解得 i＝60° 由图可知 i＝2r 则 r＝30° 所以介质球的折射率 故A错误。 B．若增大入射光的频率，折射率增大，由折射定律知，折射角r减小，折射光线将射到B点下方，反射光线将射到E点左侧，再次折射到空气中时折射角 r′＝i 由几何知识可知，出射光线与入射光线不再平行．故B错误； C．光束在介质球内经历的光程 s＝4Rcos r 又光在球内传播的速度 所以，光束在介质球内经历的总时间为 故C正确． D．根据几何知识可知，从C点进入介质球中的光线，射到B点的入射角等于C点的折射角，根据光路可逆性原理可知，光线不可能在B点发生全反射。故D错误。 故选C。 14．C 【详解】A．若i>r，则介质Ⅰ相对于介质Ⅱ是“声疏介质”，可知声波在介质Ⅰ中的传播速度大于声波在介质Ⅱ中的传播速度，选项A错误； B．若i>r，因声波在水中传播速度大于空气中的速度，则Ⅰ可能是水，Ⅱ可能是空气，选项B错误； C．若i>r，因声波在钢铁中的传播速度大于空气中的速度，则Ⅰ可能是钢铁，Ⅱ可能是空气，选项C正确； D．由相对折射率公式可知，在介质Ⅰ中的传播速度v1与在介质Ⅱ中的传播速度v2满足 选项D错误。 故选C。 15．A 【详解】A.拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片减弱反射光的强度，故A错误； B.增透膜是利用薄膜干涉，故B正确； C.用三棱镜观察白光，由于三棱镜对不同色光的折射率不同，进出三棱镜的偏折角度不同，出现了不同色光的色散，故C正确； D.光导纤维束内传送图象是利用光的全反射原理，故D正确． 16．B 【详解】A．红光频率低，蓝光频率高，A错误； B．根据 在光盘的透明光学传输介质层中，红光束的折射率小，红光比蓝光束传播速度更快，B正确； C．若红蓝光束先后通过同一单缝衍射装置，红光的波长比蓝光长，红光的条纹宽，所以红蓝光束的中央亮纹不一样宽，红光的中央亮纹宽，C错误； D．蓝光和红光的复合光经过三棱镜折射后，红光的折射率较小，偏折程度较小，D错误。 故选B。 17．D 【详解】试题分析：检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，故A错误；用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光发生折射而形成色散现象，故B错误；光导纤维束内传送图象是利用了光由光密介质到光疏介质时会发生全反射，故C错误；增透膜是利用光的干涉现象，故D正确；故选D． 考点：光的干涉；光的色散；全反射 【名师点睛】人类对于光学的研究及应用非常广泛，在学习中要注意掌握不同现象在生产生活中的应用，平时要注意观察积累生活中的光现象． 18．B 【详解】AB．由图可知，光和光入射角相同，但光折射角较小，根据折射率公式可知，玻璃对 光的折射率大于对光的折射率，由于光入射角为 ，故无法判断玻璃对光的折射率大小， A不符合题意，B符合题意； C．根据公式 由于光的折射率大，则光在玻璃中的传播速度较小，又由图可知 光在玻璃砖中的传播路径较长，故光比光穿过该半圆柱体玻璃砖所需时间长， C不符合题意； D．由于光的折射率大，波长较长，则在相同条件下进行双缝干涉实验，光的条纹间距比光宽， D不符合题意； 故选B。 19．A 【详解】光路图如图所示，由几何关系可知，即 由图可知，，得 ，由折射定律有 故选A。 20．B 【详解】A：在真空中，所有色光的传播速度都相同，则真空中a光的传播速度等于b光的传播速度．故A项错误． BC：由图看出，经过玻璃砖后，a、b两束光相交于图中的P点，说明a光通过玻璃砖后的侧移小于b光通过玻璃砖后的侧移，则玻璃砖对a光的折射率小于b光的折射率；由知，在玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度．故B项正确，C项错误． D：a光的折射率小于b光的折射率，则a光的频率小于b光的频率．故D项错误． 【点睛】光线以相同入射角通过玻璃砖发生侧移时，光在玻璃中的折射率越大，光的侧移越大． 21．ADE 【详解】A.对于同一障碍物，波长越大的光波越容易发生衍射现象，容易绕过去，A正确 B.白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种折射现象，B错误 C.红光由空气进入水中，频率不变，速度变小，波长变短，但颜色不变，故C错误 D.透明的标准样板和单色光检查平面的平整度，是利用两者之间的空气薄层的反射面，获取频率相同的光，进行了光的干涉，故D正确 E.根据相对论原理可知，不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的．故E正确 22．ABD 【详解】A. 光导纤维是利用全反射来实现传播信号，故A正确； B. 光是一种横波，光的偏振是光沿特定方向振动且与传播方向相垂直．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化．故B正确； C. 通过两枝铅笔的狭缝所看到的远处日光灯的彩色条纹，这是光的衍射现象，故C错误； D. 在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由蓝光改为黄光，波长变长，根据，则条纹间距变宽，故D正确． 23．AD 【详解】AB．夏天海面上的下层空气的温度比上层低，下层空气的密度比上层大，折射率也比上层大，A正确，B错误； CD．远处的景物发出或反射的光线射向空中时，由于不断被折射，射向折射率较小的上一层空气层的入射角不断增大，以致发生全反射，光线反射回地面，人们逆着光线看去，就会看到远方的景物悬在空中，由此可知，图中A是蜃景，B是景物，C错误，D正确； 故选AD。 24．AD 【详解】作出光路图如图所示 折射光线的反向延长线的交点为人看到的像，可知，看到A中的字比B中的字高，看到B中的字和没有放玻璃半球时一样高。 故选AD。 25．AC 【详解】屏幕上呈现手的影子是由于光沿直线传播形成的；水中的筷子看起来变弯了是由于光的折射形成的；雨后形成的彩虹是光遇到空气中的小水滴后发生折射和反射形成的；山的倒影是由光的反射形成的虚像，所以与光的折射无关的现象是A和C。 故选AC。 26．AD 【详解】A．发生全反射必须是光密进入光疏，且入射角大于临界角，故A错误； B．全息照相技术利用了光的干涉，故B正确； C．从水面上看水下的物体，会感觉水下物体的深度比实际深度浅，这与光的折射有关，故C正确； D．白光在透过三棱镜发生散射是光的折射现象，白光照射到肥皂泡上发生色散是干涉现象，这两种现象的原因不相同，故D错误。 本题选择错误的，故选AD。 27．ABD 【详解】由于反射角等于入射角，反射光线、入射光线关于法线对称，所以aO、Ob可能是入射光线和反射光线，PQ是法线。又因为折射光线与入射光线分别位于法线两侧，所以aO是入射光线，Ob是反射光线，Oc是折射光线。 故选ABD。 28．AD 【详解】AB．光从光密介质射向光疏介质才能发生全反射，所以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，选项A正确，B错误； CD．频率越大（波长越短），折射率越大，根据 折射率越大的光在光纤中传播的速度越小，选项C错误，D正确。 故选AD。 29．BD 【详解】因为n红<n绿，由视深公式 知看到的绿色的字比红色的字高，而且都高于报纸。 故选BD。 30．AD 【详解】AB．设该光线在C点发生折射时的入射角与折射角分别为和，根据几何关系可得 解得 由于，可知为等腰三角形，则有 则透明体对该光线的折射率为 故A正确，B错误； CD．根据几何关系可知，C，D两点间的距离为 该光线在透明体中传播的速度大小为 该光线从C点传播到D点的时间为 故C 错误，D正确。 故选AD。 31．ABD 【详解】A．由几何知识可知 冰晶对紫光的折射率为 故A正确； B．由几何知识可知紫光在冰晶中的光程为 传播的速度为 传播的时间为 故B正确； C．根据 红光的频率比紫光小，红光的折射率比紫光小，红光在冰晶中的传播速度比紫光大，故C错误； D．根据 ， 可得 红光的频率比紫光小，红光的折射率比紫光小，则在冰晶内红光的波长比紫光的波长长，故D正确； E．保持入射角不变，将紫光改为红光，折射率减小，根据折射定律可知将增大，由几何知识可知，在BC面的入射角小于在AF面的折射角，根据折射定律可知变小，故E错误。 故选ABD。 32．BCD 【详解】由题意知，当光由空气射入水中时，光路图如图所示 可知Ol点在O点的左侧，故A错误；光在真空中速度为c，当蓝光从空气中射入水中时，根据速度与折射率的关系，速度变小，所以B正确； 若沿AOl方向射向水中的是-束紫光，因紫光的频率大于蓝光的频率，故水对紫光的折射率大于蓝光的折射率，根据折射定律可知，紫光的偏折程度大于蓝光的偏折程度，所以折射光线有可能通过B点正下方的C点，故C正确；若沿AOl方向射向水中的是-束红光，同理水对红光的折射率小于蓝光的折射率，根据折射定律可知，红光的偏折程度小于蓝光的偏折程度，所以折射光线有可能通过B点正下方的D点，故D正确；若蓝光沿AO方向射向水中，折射光线比入射光线更靠近法线，所以折射光线不可能通过B点正上方的D点，故E错误． 33．BC 【详解】AB．光从光源S射出经半圆柱体到达光屏的光路如图所示：    光由空气射向半圆柱体，由折射定律，有 在△OBC中，由正弦定理有 而 解得 β＝30° 由几何关系得 α＝30° 解得 n 故A错误，B正确； CD．光由半圆柱体射向空气，由折射定律，有 n 解得 γ＝60° 即出射光线与轴线OA平行，与光屏垂直，光从光源S出发经透明半圆柱体到达光屏所用的时间 根据几何知识可得 SB，BC，CDRsin30°R 光在半圆柱体内的传播速度 v 解得 t 故C正确，D错误； 故选BC。 34．BDE 【详解】A．通过尼龙伞看太阳，观察到彩色的花边是由于光的衍射，故A正确，不符合题意； B．晴天汽车开过积水的地面后，留下一些油使水面出现彩色薄膜，这是薄膜干涉现象，故B错误，符合题意； C．著名的泊松亮斑是光的衍射现象，故C正确，不符合题意； D．激光在光导纤维内传播，这是全反射现象，故D错误，符合题意； E．医院手术室使用无影灯利用的是光的直线传播，故E错误，符合题意。 故选BDE。 35．ABC 【详解】A．根据题意，由折射定律画出光路图，如图所示    由几何关系可知 此玻璃三棱镜对该单色光的折射率为 故A正确； B．该单色光在玻璃三棱镜的速度为 故B正确； CD．保持AB面上入射点O的位置不变，改变入射角的大小，光线垂直AC边射出玻璃砖时，在玻璃中的传播时间最短，故C正确，D错误。 故选ABC。 36．BD 【详解】A．由于OB光偏折程度比OC光大，所以OB光的折射率大，可知，光束OB是紫光，OC是红光，故A错误； B．由公式得 由于紫光的频率比红的大，则紫光在真空中的波长比红光在真空中的波长小，故B正确； C．紫光在真空中的频率比红光在真空中的频率大，光束在真空中与在玻璃中频率相同，则紫光在玻璃中的频率比红光在玻璃中的频率大，故C错误； D．光路图如图所示 设任一光线的入射角为i，折射角为r，光在玻璃中传播的路程是s，半圆柱的半径为R，则光在玻璃中的速度为，由几何知识得 则光在玻璃中传播时间为 由折射定律得，则 由题图知，两束光的入射角i相同，R、c相等，所以两束光分别在OB、OC段传播时所用的时间相等，故D正确。 故选BD。 37．CD 【详解】根据光的反射定律，入射光线与法线的夹角为入射角，反射光线与法线的夹角为反射角，并且入射角等于反射角； 由图可知， ，故MM′是界面，NN′是法线，所以BO是入射光线，OC是反射光线，OA为折射光线，∠1为折射角； 因为折射角∠1小于入射角∠4，因此光线是从空气斜射入玻璃种的，故空气在界面的左侧。 故选CD。 38．ABC 【详解】根据可知，光从空气进入光纤时传播速度变小，故A正确；光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝，当光射入时满足光的全反射条件，从而发生全反射，最终实现传递信息的目的，故B正确；由图可知，光的入射角为，折射角为r，根据折射定律得：，当趋于90°时，r最大，此时光在侧面的入射角最小，只要能保证此时光在侧面恰好发生全反射，即能保证所有入射光都能发生全反射．即：，联立以上两式，并注意到，可解得：，故C正确，D错误．故选ABC． 【点睛】光导纤维通信是利用光的全反射，光从光密介质进入光疏介质，并根据折射定律和全反射条件求出可能的折射率． 39．BC 【详解】A．由图可知，光线的入射角，折射角，则光线是从介质进入真空中的，故A错误； B．根据折射定律，可得介质的折射率为 故B正确； C．光在介质中的传播速度为 故C正确； D．因为入射角小于折射角，当入射角增大10°，则折射角将增大大于10°，故D错误。 故选BC。 40．ABD 【详解】A．由图可知，在内芯介质中a单色光的折射角比b单色光大，根据折射定律 在内芯介质中a单色光的折射率比b单色光小，又由 可知，在内芯介质中a单色光的传播速度比b单色光大，故A正确； B．根据折射定律可知，入射角i由逐渐增大时，a、b单色光的折射角都增大，a单色光的折射角大于b单色光，导致a、b单色光在到达内芯和外套界面时的入射角都减小，且a单色光入射角小于b单色光，由于a单色光的折射率比b单色光小，根据 可知，a单色光发生全反射的临界角大于b单色光，则a单色光全反射现象先消失，故B正确； C．由于光在不同介质中的频率不变，根据 传播速度减小，由 波长减小，故C错误； D．当入射角时，设a单色光的折射角为r，根据折射定律有 可得 根据数学知识可知 根据几何关系可知，a单色光的传播距离为 由 传播速度为 则a单色光在介质中传播的时间为 故D正确。 故选ABD。 41． （或） （或） 1.50/1.47/1.48/1.49/1.51/1.52/1.53 偏小 【详解】（1）[1][2]圆周上的刻度被分为60等份，则每个刻度代表的弧度为 根据圆周上的读数可得，入射角 折射角 （2）[3]图像的斜率表示玻璃砖的折射率，则有 （3）[4]若入射光线发生如图甲中虚线所示偏离，则入射角的测量值偏小，折射率的测量值偏小。 42． 增大 不变 可逆的 实验中多次测量可以防止偶然性的发生，获得普遍规律 【详解】（1）[1]光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而增大。 （2）[2]当光从空气垂直射到水面时，传播方向不变。 （3）[3]小桂让一束光沿着图中BO方向入射向水面时，发现光线沿着OA方向折射进入空气，这表明：光的折射现象中，光路是可逆的。 （4）[4]实验中多次测量可以防止偶然性的发生，获得普遍规律。 43． 1.510.03 A 【详解】(1)[1]作图如下，注意 （2）[2]假设每小格边长为1， 得 （3）[3]由射入后，第一次折射时入射角大于折射角，第二次折射时折射角大于入射角，经过点，光路如下图红线，若从点射出，如下图蓝线，则不能保证上述条件 44． 【详解】（1）[1] 如图设入射角为i，折射角是r，根据几何知识 由折射定律 （2）[2] 设光从玻璃砖的上表面进入玻璃砖时折射角为，由折射定律 得 如图所示 由几何知识 得出射光线与入射光线的间距 45．坦克内的人通过这块玻璃能看到的外界角度范围为， 【详解】当人从左侧观察时，作出如图所示的光路图 由几何知识可得 由折射定律 得 坦克内的人通过这块玻璃能看到的外界角度范围为，。 46． 【详解】由题图可知入射角为45°，折射角为30°，所以折射率 47．（1）40cm；（2）80cm 【详解】（1）画出光路图如图所示 在界面AC，入射角为，由折射定律可得 解得 可得 由光的反射定律得反射角为，由几何关系得，是边长为的正三角形，为等腰三角形，且 则两个光斑之间的距离 （2）画出入射点在A、B的光线的光路图，如图所示 由图可知屏幕上相距最远的两个光斑之间的距离为 48．见解析 【详解】 如图所示，设玻璃的折射率为n，玻璃砖的厚度为h，在玻璃的上表面的入射角为i，折射角为r，则光线在F点发生折射时有 根据几何关系可知，光线在G点的入射角为，出射光线的折射角为，则光线在G点发生折射时有 所以有 因此 即，故出射光与入射光平行。 49．（1）；（2） 【详解】（1）由平抛运动的规律可知 解得 （2）因可知，从A点射到水面的光线的入射角为α，折射角为，则由折射定律可知 解得 由几何关系可知 解得 50． 【详解】 由，可得光导纤维的临界角为 光在光导纤维中传播的路程为 光在光导纤维中传播的速度为，所需最长时间为 51．(1)；(2) 【详解】(1)水池注满水且阳光与水平面间夹角最小的情况下，阳光恰好可以照射到整个水池的底部，则折射光线与水平面的夹角恰好等于，故折射角 又入射角 根据折射定律有，所以 (2)若在水池底部中心放一点光源，如图所示 当光源发出的光从池的边缘射出传入观察者眼中时，观察者距池边最远。由题可知到水面的距离为，、之间的距离为 由几何关系可知 对光源发出的光的折射过程，有，则 由三角函数的关系可得 由几何关系可知 联立解得观察者距池边最大距离 52．（1）60°；（2） 【详解】（1）据光路可逆做出如下光路图，可知激光射入透明半球体入射点为，的延长线交水平面于。由几何关系可得 设入射光与水平面的夹角为，则根据几何关系有 光线从P射向半球体的方向与水平面的夹角为 （2）分析处，设折射角为，入射角为，根据几何关系有 所以 由几何关系可知入射角为 则根据折射率公式可得透明半球体对该单色光的折射率为 学科网（北京）股份有限公司 $