9.2 光的全反射现象的应用 同步作业-2025-2026学年高二下学期（中职）物理高教版(2021)化工农医类

第二节 光的全反射现象的应用 同步作业 一、单项选择题（共10小题，每小题4分，共40分，每小题只有一个正确选项） 1. 下列光学技术设备中，核心工作原理完全依靠光的全反射实现的是（） A. 普通玻璃镜片 B. 光学光纤 C. 平面镜镜子 D. 三棱镜分光器 2. 实现光的全反射应用，光线传播必须满足的基础介质条件是（） A. 从光疏介质射入光密介质 B. 从光密介质射入光疏介质 C. 在同一种介质中直线传播 D. 在真空中自由传播 3. 光纤结构中，折射率数值大小关系正确的是（） A. 纤芯折射率n₁大于包层折射率n₂ B. 纤芯折射率n₁小于包层折射率n₂ C. 纤芯折射率n₁等于包层折射率n₂ D. 纤芯和包层不需要区分折射率 4. 光纤内部传输光信号时，光线主要发生的光学行为是（） A. 多次全反射 B. 多次折射外泄 C. 全部被吸收变暗 D. 随意散射发散 5. 农医专业医用内窥镜利用光纤传光，主要优势是（） A. 光线损耗大、画面模糊 B. 柔性弯曲、可深入体内、清晰传光成像 C. 体积笨重、不易携带 D. 需要大功率供电发热严重 6. 当光线入射角________临界角时，才能稳定发生全反射，保障光纤正常工作（） A. 大于 B. 小于 C. 等于零 D. 任意大小均可 7. 化工行业管道内窥检测探头，内部核心传光部件是（） A. 普通塑料软管 B. 金属导线 C. 光学光纤束 D. 实心木棍杆 8. 相比于普通电线传输信号，光纤利用全反射传光的最大优点是（） A. 信号干扰大、容易漏电 B. 抗电磁干扰、传输距离远、损耗小 C. 容易发热起火 D. 传输速度慢、效果差 9. 下列场景中，不适合使用全反射光纤设备的是（） A. 人体内部无创检查 B. 化工密闭管道巡检 C. 高压强电磁车间信号传输 D. 露天明火高温灼烧环境 10. （提升题）若光纤包层外层磨损受潮进水，光纤无法正常传光，主要原因是（） A. 光线温度变低 B. 破坏原有两层介质折射率差，无法满足全反射条件 C. 光纤电压不足 D. 光纤长度变短 二、填空题（共5小题，每空2分，共20分） 11. 光的全反射两大必备条件：一是光线从________介质射向________介质；二是入射角大于临界角。 12. 光纤由内层________和外层________两部分组成，两层折射率大小不同。 13. 光纤内层纤芯折射率n₁________外层包层折射率n₂，保证光线在内部发生全反射。 14. 医用内窥镜、化工管道检测仪，都是利用________传输光线，实现封闭空间内部观察。 15. 光纤通信利用全反射传光，具有抗________干扰、信号损耗________、传输距离远的优点。 三、判断题（共5小题，每小题3分，共15分，正确打√，错误打×） 16. 光纤依靠光的全反射原理工作，光线不会轻易从侧壁漏出。（） 17. 只要有两种介质，不管折射率大小，都能发生全反射应用。（） 18. 医用光纤内窥镜可以弯曲伸入人体内部，安全无创检查病灶。（） 19. 光纤传光容易受车间电磁设备干扰，信号稳定性很差。（） 20. 光线入射角小于临界角时，全反射失效，光线会折射外泄。（） 四、简答题（共2小题，第21题6分，第22题7分，共13分） 21. 简要说明光纤能够长距离传输光信号的光学原理。 22. 写出光的全反射现象在化工、农医两个专业中的各一项实际应用。 五、综合运用题（共1小题，12分） 23. 化工车间需要检修密闭地下输送管道，农医病房需要做无创消化道检查，两类场景都使用光纤设备。请结合全反射应用知识回答：（1）光纤为什么可以弯曲使用且不中断光信号？（2）结合专业场景，说一说光纤全反射传光相比传统检查工具的安全优势是什么？ 参考答案 一、单项选择题参考答案 1. 答案：B 解析：光纤是全反射最典型应用设备，其余设备不依靠全反射工作。 2. 答案：B 解析：全反射基础前提，必须是光密介质射向光疏介质，缺一不可。 3. 答案：A 解析：光纤标准结构要求，纤芯折射率n₁大于包层折射率n₂，才能锁光传光。 4. 答案：A 解析：光线在光纤内壁反复连续全反射，沿着线路向前传输，损耗极低。 5. 答案：B 解析：光纤质地柔软可弯曲，深入人体内部，安全传光成像，适合医疗检查。 6. 答案：A 解析：入射角必须大于临界角，才能触发稳定全反射，保障光纤正常工作。 7. 答案：C 解析：光学光纤束集中传光、成像，是管道内窥探头核心部件。 8. 答案：B 解析：光纤不导电、不怕磁场干扰、信号损耗小，远距离传输效果好。 9. 答案：D 解析：光纤外层多为有机材料，明火高温容易烧毁，不能在灼烧环境使用。 10. 答案：B 解析：进水后两层折射率差被破坏，不满足全反射条件，光线大量外泄失效。 二、填空题参考答案 11. 光密；光疏 12. 纤芯；包层 13. 大于 14. 光纤（全反射） 15. 电磁；小 三、判断题参考答案 16. √ 解析：全反射把光线锁在光纤内部，侧壁不漏光，传输稳定。 17. × 解析：必须满足折射率大小关系和角度条件，不是任意介质都能全反射。 18. √ 解析：光纤柔软安全、无创伤，是临床常用医疗检查辅助设备。 19. × 解析：光纤不导电、非金属，完全不受电磁干扰，信号非常稳定。 20. √ 解析：角度不够就不能全反射，光线直接折射跑出去，设备失效。 四、简答题标准参考答案 21. 答：光纤内层纤芯折射率大，外层包层折射率小，光线在纤芯内传播时，始终从光密介质射向光疏介质；光线入射角度大于临界角，持续发生多次全反射，光线被封闭在光纤内部向前传播，几乎没有损耗，因此可以长距离传输光信号。 22. 答：化工专业应用：利用光纤全反射原理制作管道内窥检测设备，检查密闭化工管道内部腐蚀、堵塞情况；农医专业应用：制作医用光纤内窥镜，无创观察人体内部器官病灶，辅助临床诊断检查。 五、综合运用题规范参考答案 23. 答：（1）光纤依靠内壁多次全反射传光，不依赖直线光路；光纤本身质地柔软可弯曲，光线在弯曲位置依然可以连续发生全反射，不会外泄中断，所以可以弯曲使用，不影响光信号正常传输。 （2）安全优势：①化工场景：光纤不导电、不产生电火花，在易燃易爆化工管道内部检测时，不会引发爆炸、起火事故，防爆安全；②农医场景：光纤无电流、无辐射，质地柔软不伤人体，无创检查，不会对患者造成电击、机械损伤，医用安全性高。 学科网（北京）股份有限公司 $