6.2 光的全反射现象的应用 同步作业 -2025-2026学年高二上学期（中职）物理高教版（2021）通用类

6.2 光的全反射现象的应用 同步作业 满分：100分 考试时间：45分钟 一、选择题（本大题共12小题，每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 下列技术中，主要利用光的全反射现象的是（ ） A. 平面镜成像 B. 放大镜成像 C. 光纤通信 D. 小孔成像 2. 关于光纤通信，下列说法正确的是（ ） A. 光纤通信利用光的折射传递信号 B. 光纤的内芯折射率小于外层折射率 C. 光在光纤内不断发生全反射，实现信号传输 D. 光纤通信的传输速度比电磁波慢 3. 光纤由内芯和外层组成，其结构设计的依据是（ ） A. 光的反射定律 B. 光的全反射条件 C. 光的折射定律 D. 光的色散规律 4. 下列关于光纤内芯和外层的折射率关系，正确的是（ ） A. 内芯折射率等于外层折射率 B. 内芯折射率小于外层折射率 C. 内芯折射率大于外层折射率 D. 内芯和外层折射率没有固定关系 5. 生活中，露珠看起来晶莹剔透、格外明亮，其原因是（ ） A. 光的折射 B. 光的反射 C. 光的全反射 D. 光的色散 6. 关于光导纤维的应用，下列说法错误的是（ ） A. 可用于通信领域 B. 可用于医疗内窥镜 C. 可用于太阳能发电 D. 可用于传递图像信号 7. 下列现象中，不属于光的全反射应用的是（ ） A. 光纤传输电视信号 B. 水中的气泡看起来很亮 C. 三棱镜分解太阳光 D. 医用光纤内窥镜观察人体内部 8. 光从光纤内芯射向外层时，发生全反射的条件是（ ） A. 入射角小于临界角 B. 入射角大于或等于临界角 C. 光从光疏介质射向光密介质 D. 光的传播方向垂直于界面 9. 关于医用光纤内窥镜，下列说法正确的是（ ） A. 利用光的折射传递图像 B. 光纤内芯折射率小于外层 C. 利用光的全反射传递光信号 D. 无法传递彩色图像 10. 已知某光纤内芯的折射率为1.5，外层折射率为1.4，该光纤的临界角约为（ ） A. 64.1° B. 48.8° C. 30° D. 45° 11. 下列关于全反射应用的说法，正确的是（ ） A. 全反射应用中，必须让光从光疏介质射向光密介质 B. 光纤通信中，光的传播速度等于光在真空中的速度 C. 全反射现象可以提高光的传播效率，减少能量损失 D. 露珠的全反射现象与光纤的全反射原理不同 12. 下列措施中，能增大光纤临界角的是（ ） A. 增大内芯折射率 B. 减小外层折射率 C. 增大外层折射率 D. 减小内芯折射率 二、填空题（本大题共6小题，每空2分，共24分） 13. 光的全反射现象在生活和科技中应用广泛，其中最典型的应用是______，其核心是利用光在______内不断发生全反射传递信号。 14. 光纤由______和______两部分组成，其中______的折射率大于______的折射率，为光的全反射提供条件。 15. 光纤通信的优点有______、______、抗干扰能力强、传输距离远等。 16. 生活中，______和______都是光的全反射现象的常见应用，前者利用光在液体表面的全反射，后者利用光在透明介质内部的全反射。 17. 医用光纤内窥镜利用光的______传递光信号和图像，其光纤的结构与通信光纤类似，都是通过______实现光的定向传播。 18. 光在光纤内传播时，能量损失很小，原因是光发生全反射时，______全部转化为______，几乎没有折射光线损失能量。 三、简答题（本大题共2小题，每小题6分，共12分） 19. 简述光纤通信的工作原理，并说明光纤的结构为什么能使光发生全反射。 20. 举例说明生活中两种光的全反射现象，并简要解释其原理。 四、综合应用题（本大题共2小题，每小题14分，共28分） 21. 某通信光纤，内芯折射率，外层折射率，光在真空中的传播速度，求： （1）该光纤的临界角（，）； （2）光在该光纤内芯中的传播速度； （3）若光从内芯射向外层时，入射角为50°，判断是否会发生全反射，并说明理由。 22. 某种透明介质（作为光纤内芯）的折射率，外层介质的折射率，光从该内芯斜射向外层，求： （1）该光纤的临界角大小（，）； （2）若光的入射角为65°，求折射角的大小（若发生全反射，说明理由）； （3）若要使光在该光纤内发生全反射，入射角的取值范围是什么？ 参考答案 一、选择题（每小题3分，共36分） 1.C 2.C 3.B 4.C 5.C 6.C 7.C 8.B 9.C 10.A 11.C 12.D 二、填空题（每空2分，共24分） 13. 光纤通信；光纤（内芯） 14. 内芯；外层；内芯；外层 15. 传输容量大；能量损失小（合理即可） 16. 露珠；水中的气泡（合理即可） 17. 全反射；全反射 18. 入射光线能量；反射光线能量 三、简答题（每小题6分，共12分） 19. 工作原理：光纤通信利用光的全反射现象，将光信号注入光纤内芯，光在內芯和外层的界面上不断发生全反射，沿着光纤定向传播，从而实现信号的远距离传输（3分）。光纤结构能发生全反射的原因：光纤内芯的折射率大于外层的折射率，当光从内芯斜射向外层时，只要入射角大于或等于临界角，就会发生全反射，从而使光不会折射出外层，实现定向传播（3分）。 20. 示例1：露珠看起来晶莹剔透。原理：露珠是球形的透明液体，光从露珠内部（光密介质）射向空气（光疏介质）时，入射角大于临界角，发生全反射，反射光线进入人眼，使露珠看起来格外明亮（3分）。示例2：水中的气泡看起来很亮。原理：光从水（光密介质）射入气泡内的空气（光疏介质）时，发生全反射，没有折射光线，反射光线强度大，所以气泡看起来很亮（3分，其他合理示例也可）。 四、综合应用题（每小题14分，共28分） 21. 解：（1）根据临界角公式，代入数据得：，则临界角（4分） （2）根据，代入数据得：（4分） （3）不会发生全反射（2分）；理由：光从内芯射向外层，内芯折射率大于外层折射率，满足全反射的第一个条件，但入射角50°小于临界角69.2°，不满足第二个条件，因此不会发生全反射（4分）。 22. 解：（1）根据，代入数据得：，则临界角（4分） （2）不会发生全反射，折射角约为60°（2分）；理由：入射角65°小于临界角69.6°，不满足全反射条件，根据折射定律，变形得，则折射角（4分） （3）要使光发生全反射，入射角需满足（2分）；理由：光从内芯（光密介质）射向外层（光疏介质），需满足入射角大于或等于临界角，且入射角最大为接近90°，因此入射角的取值范围是69.6°到90°之间（2分）。 学科网（北京）股份有限公司 $