《第三节 光的全反射与光纤技术》（同步训练）高中物理选择性必修 第一册_2024-2025学年.docxVIP

《第三节光的全反射与光纤技术》同步训练(答案在后面)

一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）

1、下列关于光的全反射现象的说法正确的是：

A、光从空气斜射入水中时，入射角大于临界角会发生全反射。

B、光从水中斜射入空气中时，入射角大于临界角会发生全反射。

C、光从任何介质斜射入另一介质时，只要入射角大于临界角，都会发生全反射。

D、光的全反射只发生在光从光密介质射向光疏介质的情况下。

2、光纤通信利用了光的全反射原理，以下关于光纤通信的说法不正确的是：

A、光纤通信中，光线在光纤内不断发生全反射，从而实现信号的传输。

B、光纤通信具有抗电磁干扰、传输速度快、容量大等优点。

C、光纤通信的光源通常使用激光，因为激光具有良好的方向性和相干性。

D、光纤通信中，光线在光纤内传播的速度比在真空中的光速慢。

3、光纤通信中，光波在光纤中传播的主要原理是（）

A、光的折射

B、光的反射

C、光的全反射

D、光的散射

4、下列关于光纤材料的描述，正确的是（）

A、光纤的内芯必须比外层的折射率低

B、光纤的内芯和外层的折射率必须相等

C、光纤的内芯必须比外层的折射率高

D、光纤的内芯和外层的折射率没有特定要求

5、在光纤通信中，能够实现光的全反射现象的关键条件是：

A.光线从光密介质进入光疏介质

B.光线从光疏介质进入光密介质

C.光线垂直于光纤的边界传播

D.光线与光纤的边界成任意角度传播

6、光纤通信中，光纤的内外两层材料和折射率的关系对全反射现象的影响是：

A.内层材料折射率低于外层材料，全反射更为容易发生

B.外层材料折射率低于内层材料，全反射更为容易发生

C.内外两层材料折射率相同，全反射不可能发生

D.光纤材料的折射率与全反射现象无关

7、一束光线从空气射入玻璃中，当入射角逐渐增大时，折射角的变化情况是：

A.折射角逐渐增大

B.折射角逐渐减小

C.折射角保持不变

D.折射角先增大后减小

二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）

1、光导纤维传递信号的主要原理包括哪些方面？

A、光的折射

B、光的全反射

C、光的散射

D、光的干涉

2、在光导纤维的应用中，哪些因素可以影响全反射的效果？

A、光纤的折射率

B、光纤的长度

C、光的频率

D、光纤的直径

3、下列关于光的全反射现象的说法中，正确的是（）

A、光的全反射只发生在光从光密介质进入光疏介质时

B、光的全反射发生的条件是入射角大于临界角

C、全反射现象中，入射光和反射光位于同一平面内

D、全反射现象中，光线不会偏离原入射光线的方向

三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）

第一题

一、实验探究

（1）在“研究光的全反射现象”的实验中，将一束光线以不同的入射角射入玻璃砖中，观察到部分光线发生全反射，部分光线进入玻璃砖内部。请简述实验步骤如下：

1.准备实验器材：激光笔、玻璃砖、白纸、刻度尺等；

2.将激光笔固定在实验台上，调整激光笔方向，使光线垂直射入玻璃砖的一个侧面；

3.逐渐改变激光笔的入射角度，记录每次的入射角度和观察到的现象；

4.在白纸上画出光线在玻璃砖中的传播路径，标注入射角和反射角；

5.根据实验数据，分析光的全反射现象，得出结论。

（2）根据实验结果，填写下表：

入射角（°）

反射角（°）

全反射发生

10

20

30

40

50

二、应用题

（1）光纤通信技术是现代通信技术的重要组成部分。请简述光纤通信的基本原理。

（2）光纤通信有哪些优点？

1.传输速度快，通信容量大；

2.抗干扰能力强，信号稳定可靠；

3.体积小，便于铺设和运输；

4.节能环保，降低通信成本。

解析：光纤通信技术具有诸多优点，如传输速度快、通信容量大、抗干扰能力强等，使其在现代通信领域具有广泛的应用前景。

第二题

【题目】

某实验室使用光纤通信技术进行科学研究。光纤由两部分组成：芯部和包层。芯部的折射率大于包层的折射率。一束光从空气（折射率为1.00）垂直入射到光纤的芯部（折射率为1.50），并沿着芯部传播。当光从芯部传播到包层时，若芯部和包层的折射率分别为1.50和1.45，求：

（1）计算第一次在芯部和包层分界处全反射的临界角θ；

（2）若实际的入射角为40°，判断光是否会在芯部和包层分界处发生全反射。

第三题

题目：一家光纤通信公司正在开发一种新型的光纤，这种光纤的材料具有极高的折射率。假设光纤的临界角为5°

第四题

题目：一束光线从空气射入折射率为1.5的玻璃中，入射角为30°。请计算：

（1）光线在玻璃中的折射角；

（2）光线从玻璃射回空气时，能否发生全反射？为什么？

第五题

题目：

一个长为100米的沙漠探险队伍，他们想要通过一根光纤传输设备从起点向终点传递信息。假设光纤的折射率为1.46，空气中的