2022届高考物理选择题专题强化训练：光导纤维(北京使用)

这是一份2022届高考物理选择题专题强化训练：光导纤维(北京使用)，共13页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题（共16小题；共64分）
1. 光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法错误的是
A. 在光导纤维束内传送图象利用了光的全反射现象
B. 激光全息照相利用了激光的相干性
C. 光学镜头上的增透膜利用了光的干涉现象
D. 用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度利用了光的偏振现象

2. 半圆形玻璃砖横截面如图，AB 为直径，O 点为圆心。在该横截面内有 a 、 b 两束单色可见光从空气中垂直于 AB 射入玻璃砖，两入射点到 O 点的距离相等。两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示，则下列关于 a 、 b 两束光的说法正确的是
A. 以相同角度斜射到同一平行玻璃砖，透过平行表面后，a 光侧移量大
B. 在玻璃砖中传播时，b 光的传播速度较大
C. 用 a 、 b 光分别进行双缝干涉实验时，缝屏之间的距离和双缝间的距离保持不变，在光屏观察到干涉条纹，a 光的相邻条纹间距更大
D. a 光能发生偏振现象，b 光不能发生偏振现象

3. 如图甲所示，每年夏季，我国多地会出现日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云时，发生折射或反射形成的。如图乙所示为一束太阳光射到截面为六角形的冰晶上时的光路图，a 、 b 为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是
A. 在冰晶中，b 光的传播速度较大
B. 通过同一装置发生双缝干涉，a 光的相邻条纹间距较大
C. 从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a 光的临界角较小
D. 用同一装置做单缝衍射实验，b 光的中央亮条纹更宽

4. 如图所示，c 为一束含有 a 光、 b 光的复色光，沿半径方向射入半圆形玻璃砖，由圆心 O 点射出，分为Ⅰ、 Ⅱ两束光，已知 a 光线穿过玻璃的时间短，下列说法正确的是
A. 光束Ⅱ是 a 光，并且比光束Ⅰ更容易发生衍射
B. 光束Ⅰ是 a 光，并且相对光束Ⅱ其光子的能量更大
C. 用 b 光照射某金属时有光电子逸出，则用 a 光照射也一定有光电子逸出
D. 玻璃对 a 光的临界角小于对 b 光的临界角

5. 红、黄、绿三种单色光以相同的入射角从水中射向空气，若黄光恰能发生全反射，则
A. 绿光也一定能发生全反射B. 红光也一定能发生全反射
C. 红、绿光都能发生全反射D. 红、绿光都不能发生全反射

6. 自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理。它虽然本身不发光，但在夜间骑行时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车。尾灯的原理如图所示，下面说法中正确的是
A. 汽车灯光应从左面射过来在尾灯的左表面发生全反射
B. 汽车灯光应从左面射过来在尾灯的右表面发生全反射
C. 汽车灯光应从右面射过来在尾灯的左表面发生全反射
D. 汽车灯光应从右面射过来在尾灯的右表面发生全反射

7. 夏天雨后荷叶上的水珠看起来格外透亮，晶莹剔透，对这一现象有下列不同的解释，其中正确的是
A. 水珠对光有聚集作用，起到了类似凸透镜的作用，所以人看到的光很强，感觉很亮
B. 水珠对光有发散作用，所以人看到的光增多，感觉很亮
C. 光从水珠射向底下的荷叶时，在到达水与空气膜的交界处，一部分光发生了全反射
D. 从空气射向水珠时，在空气与水交界处一部分光发生了全反射

8. 如图所示，MMʹ 是两种介质的界面，A 是入射光线，B 是反射光线，C 是折射光线，O 是入射光线的入射点，NNʹ 是法线，i 是入射角，r 是折射角，i>r。下列判断正确的是
A. i 逐渐增大时 r 也逐渐增大，有可能发生全反射现象
B. i 逐渐减小时 r 也逐渐减小，有可能发生全反射现象
C. i 逐渐增大时 r 将逐渐减小，有可能发生全反射现象
D. i 逐渐增大时 r 也逐渐增大，但不可能发生全反射现象

9. 海域夏天常会出现“海市蜃楼”奇观，这是由于光在大气中的折射和全反射使远处物体在空中形成的
A. 正立虚像B. 倒立虚像C. 正立实像D. 倒立实像

10. 下列说法中正确的是
A. 阳光下玻璃的边缘呈现彩色；雨过天晴后，有时天空中会出现彩虹，这两种现象都是光的色散现象
B. 晴朗的天空呈现蓝色是因为阳光色散后只留下蓝色
C. 自行车的尾灯本身不发光，但晚上在汽车灯光照射下显得特别明亮，这是由于尾灯对光的色散引起的
D. 在湿热的夏天，从远处看雨后的公路表面会觉得特别亮，这是因为阳光在积水面上发生色散而形成的

11. 如图所示为光线由空气进入全反射玻璃棱镜、再由棱镜射入空气的光路图。下列情况可以发生的是
A. B.
C. D.

12. 如图所示，一束白光从顶角为 θ 的棱镜的一个侧面 AB 以较大的入射角 i 入射，经过三棱镜后，在屏 P 上可得到彩色光带，当入射角逐渐减小到零的过程中，若屏上的彩色光带先后全部消失，则
A. 红光最先消失，紫光最后消失B. 紫光最先消失，红光最后消失
C. 紫光最先消失，黄光最后消失D. 红光最先消失，黄光最后消失

13. 如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则
​
A. 小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球
B. 小球所发的光能从水面任何区域射出
C. 小球所发的光从水中进入空气后频率变大
D. 小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大

14. 如图所示，由两种单色光混合而成的一复色光线射向一块半圆柱形玻璃砖圆心 O，经折射后分别沿 Oa 和 Ob 射出玻璃砖。下列说法正确的是
A. 玻璃砖对 a 光的折射率小于对 b 光的折射率
B. 双缝干涉实验时 a 光产生的条纹间距比 b 光的小
C. 在真空中，a 光的传播速度小于 b 光的传播速度
D. 若改变光束的入射方向使 θ 角逐渐变大，则折射光线 b 首先消失

15. 如图所示，一束白光以较大的入射角射到三棱镜的一侧面上，从三棱镜的另一侧面射出，在屏上形成从红到紫的彩色光带。光入射角逐渐减小时
A. 红光最先消失B. 紫光最先消失
C. 红光和紫光同时消失D. 红光和紫光都不会消失

16. 两束单色光线 a 、 b 以相同的角度从某种玻璃射入空气，发现 a 发生了全反射、 b 没有发生全反射，则下列说法中正确的是
A. 光线 a 在玻璃中速度较大B. 玻璃对光线 a 的折射率较大
C. 光线 b 的临界角较小D. 光线 b 在玻璃中的速度较小

二、双项选择题（共11小题；共44分）
17. 现有一三棱柱工件，由透明玻璃材料组成，如图所示，其截面 ABC 为直角三角形，∠ACB=30∘。现有一条光线沿着截面从 AC 边上的 O 点以 45∘ 的入射角射入工件，折射后到达 BC 边发生全反射，垂直 AB 边射出。已知 CO=13AC=L，下列说法正确的是
A. 光线在 AC 边的折射角为 30∘
B. 该透明玻璃的折射率为 2
C. 该光线在透明玻璃材料中发生全反射的临界角为 45∘
D. 光线在 BC 边的入射角为 30∘

18. 已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则两种光
A. 若蓝光照射某金属可以发生光电效应，则红光照射时也一定可以发生光电效应
B. 以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，红光折射角较大
C. 从该玻璃中射入空气发生全反射时，蓝光临界角较大
D. 用同一装置进行双缝干涉实验，蓝光的相邻条纹间距较小

19. 如图所示是一玻璃球体，其半径为 R，O 为球心，AB 为水平直径，M 点是玻璃球的最高点，来自 B 点的光线 BD 从 D 点射出，出射光线平行于 AB，已知 ∠ABD=30∘，光在真空中的传播速度为 c，则
A. 此玻璃的折射率为 3
B. 光从 B 到 D 需用时 3Rc
C. 若增大 ∠ABD，光线不可能在 DM 段发生全反射现象
D. 若减小 ∠ABD，从 AD 段射出的光线均平行于 AB

20. 由红光和紫光组成的复合光束 a，从某种介质射向真空后，分成两束光，分别为光束 b 和光束 c，如图所示。关于光束 b 和光束 c 的说法，正确的是
A. 光束 b 只有红光B. 光束 b 包含紫光和红光
C. 光束 c 只有紫光D. 光束 c 包含紫光和红光

21. 两束不同频率的平行单色光 a 、 b 分别由水射入空气发生如图所示的折射现象（α<β），下列说法正确的是
A. 随着 a 、 b 入射角度的逐渐增加，a 先发生全反射
B. 水对 a 的折射率比水对 b 的折射率小
C. a 、 b 在水中的传播速度 va>vb
D. a 、 b 入射角为 0∘ 时，没有光线射入空气中

22. 在沙漠中或大海上旅行，有时会看到前方或地平线上有高楼大厦或热闹的市场，实际上却什么也没有，这种现象叫做“海市蜃楼”。出现“海市蜃楼”的原因是
A. 光的全反射的缘故
B. 光从云层上反射的缘故
C. 光沿直线传播的缘故
D. 光在不均匀的大气层中不沿直线传播的缘故

23. 光在某种介质中的传播速度是 1.5×108 m/s，光从该介质射向空气时
A. 介质的临界角是 30∘
B. 大于或等于 30∘ 的所有角都是临界角
C. 入射角大于或等于 30∘ 时都能发生全反射
D. 临界角可能是 60∘

24. 用同一光管研究 a 、 b 两种单色光产生的光电效应，得到光电流 I 与光电管两极间所加电压 U 的关系如图。则这两种光
A. 照射该光电管时 a 光使其逸出的光电子最大初动能大
B. 从同种玻璃射入空气发生全反射时，a 光的临界角大
C. 通过同一装置发生双缝干涉，a 光的相邻条纹间距大
D. 通过同一玻璃三棱镜时，a 光的偏折程度大

25. 如图所示，一横截面为等腰三角形的玻璃砖，底角为 30∘，底边 BC 长为 2a，AP 与 BC 垂直，O 为 BP 中点。一细光束平行于 AB 边从 O 点由空气射入玻璃砖。已知玻璃砖对该光束的折射率 n=3，真空中光速为 c。则光束
A. 在 AC 边会发生全反射
B. 在玻璃砖中的波长为空气中的 3 倍
C. 在玻璃砖内传播的光程为 2a
D. 从玻璃砖 BC 边射出的位置与 O 点的距离为 a

26. 一个均匀的透明圆柱体切成横截面如图所示的柱体，一束平行光从空气垂直 AB 平面射入（不考虑二次反射），则
A. Ⅱ 部分光线一定能全部射出
B. Ⅱ 部分光线能否全部射出与透明体的折射率有关
C. Ⅰ 、 Ⅲ 两部分光线一定能全部射出
D. Ⅰ 、 Ⅲ 两部分光线能否全部射出与透明体的折射率有关

27. 如图所示，边长为 a 正方形 ABCD 为一玻璃砖的横截面，此玻璃的折射率 n>2。一束强光从 AD 的中点 O 以入射角 θ（0≤θ<90∘）射向玻璃砖。下列说法正确的是
A. 改变 θ 的大小，可以使光线在 AD 面发生全反射而不能射入玻璃砖
B. 改变 θ 的大小，可以使光线在 BC 面发生全反射
C. 改变 θ 的大小，可以有部分光线能到达 CD 面
D. θ 无论取何值，都有光线从 BC 面射出

三、多项选择题（共3小题；共12分）
28. 如图所示，一玻璃球体的半径为 R，O 为球心，AB 为直径，在球的左侧有一竖直接收屏在 A 点与玻璃球相切。自 B 点发出的光线 BM 在 M 点射出，出射光线平行于 AB，照射在接收屏上的 Q 点。另一光线 BN 恰好在 N 点发生全反射。已知 ∠ABM=30∘，下列说法正确的是
A. 玻璃的折射率为 3
B. 光由 B 传到 M 点与由 M 传到 Q 点所需时间比为 23:1
C. 球心 O 到 BN 的距离为 33R
D. 若 B 点处光源为红光光源，将其替换为绿光光源，则圆弧上恰好发生全反射的点 N 向左移动

29. 下述现象哪些是由于全反射造成的
A. 露水珠或喷泉的水珠，在阳光照耀下格外明亮
B. 口渴的沙漠旅行者，往往会看到前方有一潭晶莹的池水，当他们喜出望外地奔向那潭池水时，池水却总是可望而不可及
C. 用光导纤维传输光信号、图象信号
D. 在盛水的玻璃杯中放一空试管，用灯光照亮玻璃杯侧面，在水面上观察水中的试管，看到试管壁特别明亮

30. 如图所示，一束平行光从真空垂直射向一块半圆形的玻璃砖的底面，下列说法正确的是
A. 只有圆心两侧一定范围内的光线不能通过玻璃砖
B. 只有圆心两侧一定范围内的光线能通过玻璃砖
C. 通过圆心的光线将沿直线穿过，不发生偏折
D. 圆心两侧一定范围外的光线将在半圆面处发生全反射
答案
第一部分
1. D
【解析】在光导纤维束内传送图象利用了光的全反射现象，A 正确，不符合题意；激光全息照相利用了激光的相干性，B 正确，不符合题意；光学镜头上的增透膜利用了光的干涉现象，C 正确，不符合题意；检查光学平面的平整程度利用了光的薄膜干涉现象，D 错误，符合题意。
2. C
【解析】由图可知，b 光发生了全反射，a 光未发生全反射，说明 b 光的全反射临界角小，根据 sinC=1n 可知 b 光的折射率大，a 光的折射率较小，由 n=sinisinr 可知，以相同角度斜射到同一平行玻璃砖表面时，a 光折射角大，b 光折射角小，则透过平行表面后，a 光侧移量较小，故A错误；由 v=cn 可知，在玻璃砖中传播时，a 光的传播速度较大，b 光的传播速度较小，故B错误；a 光的折射率小于 b 光的折射率，故 a 光的频率小于 b 光的频率，a 光的波长大于 b 光的波长，由 Δx=Ldλ 可得，缝屏之间的距离和双缝间的距离保持不变时，相邻条纹间距与波长 λ 成正比，故 a 光的相邻条纹间距 Δx 更大，故C正确；光是横波，则 a 、 b 两种单色光都能发生偏振现象，故D错误。
3. B
【解析】由題图乙可知，太阳光射入冰晶时，a 光的偏折角小于 b 光的偏折角，由折射定律可知，冰晶对 a 光的折射率小于对 b 光的折射率，由 v=cn 知，在冰晶中 a 光的传播速度较大，A错误；
由于冰晶对 a 光的折射率小于对 b 光的折射率，可知 a 光的波长大于 b 光的波长，根据 Δx=Ldλ 可知，B正确；
同种玻璃对 a 光的折射率较小，由临界角公式 sinC=1n 可知，a 光发生全反射的临界角较大，C错误；
用同一装置做单缝衍射实验，由于 a 光的波长较长，故 a 光的中央亮条纹更宽，D错误。
4. A
【解析】折射率越小的光在介质中传播的速度越大，在介质中传播的时间越短。a 光线穿过玻璃的时间短，说明 a 的折射率小；因为 a 光的折射率较小，所以 a 的偏折程度比较小，所以 a 光为光束Ⅱ，b 束光为光束Ⅰ，a 光的折射率小，频率小，则波长长，则比光束Ⅰ更容易发生衍射，故A正确；由A的分析可知，光束Ⅱ是 a 光，故B错误；根据A的分析可知，b 光的折射率大，频率大，根据光电效应发生的条件可知，用 b 光照射某金属时有光电子逸出，则用 a 光照射不一定有光电子逸出，故C错误；临界角：sinC=1n，a 的折射率小，则玻璃对 a 光的临界角大于对 b 光的临界角，故D错误。
5. A
6. C
【解析】汽车灯光应从右面射向自行车尾灯，光在尾灯内部左表面发生全反射，使自行车后面的汽车司机发现前面有自行车，避免事故的发生；
7. C
8. D
9. A
10. A
11. A
【解析】光垂直等腰直角三角形的某直角边射入玻璃棱镜时，在斜边发生全反射，故A正确。
12. B
【解析】依题意作出白光通过三棱镜的光路，如图所示
可看出紫光的偏折最大，由全反射临界角公式 sinC=1n，知紫光的临界角最小，所以紫光一定首先在 AC 面上发生全反射而从光屏上消失，后面依次是靛、蓝、绿、黄、橙、红，选项B正确。
13. D
【解析】由于光线的折射，小球不必位于缸底中心也能从侧面看到小球，选项 A 错误；
​由于要发生全反射，小球所发出的光部分无法从水面射出，选项 B 错误；
​小球所发出的光从水中进入空气后频率不变，选项 C 错误；
​光的传播速度为 v=cn，小球发出的光进入空气后速度变大，选项 D 正确。
14. B
【解析】由图知，两束光的入射角相等，a 的折射角大于 b 的折射角，通过折射定律可知，玻璃砖对 a 光的折射率大于对 b 光的折射率，故A错误；a 光的频率较大，波长较小，根据 Δx=Ldλ 可知，双缝干涉实验时 a 光产生的条纹间距比 b 光的小，选项B正确；在真空中，a 光和 b 光的传播速度相同，都是 c，故C错误；由于 a 的折射角大于 b 的折射角，则使入射角 θ 逐渐变大时，a 光的折射角先达到 90∘，发生全反射现象，所以折射光线 a 先首先消失，故D错误。
15. B
16. B
第二部分
17. A， C
18. B， D
【解析】根据题意，蓝光的折射率大，则蓝光的频率大，能量大，波长较短，根据光电效应发生的条件可知，若蓝光照射某金属刚好可以发生光电效应，则红光照射时不能发生光电效应，故A错误；蓝光的折射率大，以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，红光折射角较大，故B正确；从玻璃射入空气发生全反射时的临界角公式 sinC=1n 可知，红光的折射率小，临界角较大，故C错误：根据 Δx=Ld⋅λ，蓝光的波长较短，则蓝光的相邻条纹间距较小，故D正确。
19. A， B
【解析】如图，
由几何知识可得，入射角 i=∠ABD=30∘，折射角 r=2∠ABD=60∘，则此玻璃的折射率为 n=sinrsini=sin60∘sin30∘=3，故A正确；BD 长度 s=2Rcs30∘=3R，光在玻璃球内的传播速度 v=cn，故光从 B 传到 D 所用的时间为 t=sv=3Rc，B正确；由 sinC=1n=33<22 得临界角 C<45∘，所以若增大 ∠ABD，入射角可能大于临界角，所以光线可能在 DM 段发生全反射现象，故C错误；要使出射光线平行于 AB，入射角必为 30∘，若减小 ∠ABD，入射角减小，则从 AD 段射出的光线与 AB 不平行，故D错误。
20. A， D
21. B， C
【解析】由图知，α<β，所以随着 a 、 b 入射角度的逐渐增加，折射角均增大，b 光的折射角先达到 90∘，即 b 光先发生全反射，故A错误。
由于 α<β，由折射定律知，折射率 na 小于 nb，故B正确。
由 v=cn 知，在水中的传播速度关系为 va>vb，故C正确。
当 a 、 b 入射角为 0∘ 时，光线不偏折进入空气中。故D错误。
22. A， D
23. A， C
【解析】由 n=cv=3×1081.5×108=2，sinC=1n 知临界角 C=30∘，所以A、C正确。
24. B， C
25. A， D
26. B， C
27. C， D
【解析】发生全反射的条件必须是光从光密介质进入光疏介质，所以不可能再 AD 面上发生全反射．故A错误；因为光经过 AD 面折射到达 BC 面上的入射角与在 AD 面上的折射角相等，所以 θ 无论取何值，都有光线从 BC 面射出．故B错误，D正确；玻璃的折射率 n＞2 改变 θ 角，光线可以在 AB 面上发生全反射，反射后到达 CD 面．故C正确．
第三部分
28. A， C， D
29. A， B， C， D
30. B， C， D
【解析】垂直射向界面的光线不偏折，因而光束沿直线平行射到半圆面上，其中通过圆心的光线将沿直线穿过玻璃砖，不发生偏折，入射角为零。由中心向外的光线，在半圆面上进入真空时的入射角逐渐增大，折射角大于入射角，所以圆心两侧一定范围外的光线将在半圆面处发生全反射。