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粤教版 (2019)选择性必修 第一册第四章 光及其应用第三节 光的全反射与光纤技术精品精练
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这是一份粤教版 (2019)选择性必修 第一册第四章 光及其应用第三节 光的全反射与光纤技术精品精练，文件包含第3节光的全反射与光纤技术分层练习原卷版docx、第3节光的全反射与光纤技术分层练习解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共35页， 欢迎下载使用。
一、单选题
1．秋天早上，草叶上的露珠看起来异常明亮，这是光的（ ）
A．折射现象 B．干涉现象C．全反射现象D．衍射现象
2．关于全反射及其应用的认识，下列说法正确的是（ ）
A．光纤通信利用了光的折射
B．全反射是反射光线与折射光线重合的一种现象
C．光线从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射
D．光线从光疏介质射向光密介质时，不可能发生全反射
3．如图甲所示，为研究一半圆柱形透明新材料的光学性质，用激光由真空沿半圆柱体的径向射入，入射光线与法线成θ角，由光学传感器CD可以探测反射光的强度。实验获得从AB面反射回来的反射光的强度随θ角变化的情况如图乙所示。光在真空中传播速度为c，则该激光在这种透明新材料中（ ）
A．折射率为B．传播速度为c
C．θ=0°时，反射光强度为0D．反射光的强度随θ角的增大而增大
4．如图所示，一激光源在半圆形透明介质底部从A向B移动，并始终向点（点为半圆圆弧的中点）发射一细束激光。已知半圆圆弧的直径为10cm，激光源速率为0.5cm/s，若在圆弧上方观测，点出现光斑的时间为10s，则该介质的折射率为（ ）
A．B．C．D．
5．如图所示为俯视图，光屏MN竖直放置，半圆形玻璃砖放在水平面上，其平面部分ab与光屛平行，由光源S发出的一束白光从半圆沿半径方向射入玻璃砖，通过圆心O射到光屛上，现在水平面内绕过O点的竖直轴沿逆时针方向缓慢转动玻璃砖，在光屏上出现了彩色光谱，当玻璃砖转动角度大于某一值时，屏上彩色光带中的某种色光首先消失，下列说法中正确的是（ ）
A．玻璃砖中各种色光的传播速度不同，红光传播速度较大
B．玻璃砖中各种色光的折射率不同，紫光折射率较小
C．屏上形成的彩色光带中，紫光折射率较小
D．转动过程中最先消失的是红光
二、多选题
6．如图所示，一束单色光由介质Ⅰ射入介质Ⅱ，在界面MN上发生折射，入射角为，折射角为，且，下列说法正确的是（ ）
A．两种介质相对来说，介质Ⅰ是光疏介质，介质Ⅱ是光密介质
B．两种介质相对来说，介质Ⅰ是光密介质，介质Ⅱ是光疏介质
C．若该单色光由介质Ⅰ射向介质Ⅱ时，随着入射角增大不断，在界面上会发生全发射
D．若该单色光由介质Ⅱ射向介质Ⅰ时，随着入射角增大不断，在界面上会发生全发射
7．图示为一光导纤维（可简化为一长玻璃丝）的示意图，玻璃丝长为，折射率为，代表端面。一束光从真空射入玻璃丝的端面，已知光在真空中的传播速度为。下列说法正确的是（ ）
A．光导纤维进行信号传输利用了折射
B．为使光线能从玻璃丝的端面传播到另一端面，光线在端面上的入射角应满足
C．为使光线能从玻璃丝的端面传播到另一端面，光线在端面上的入射角应满足
D．光线从玻璃丝的端面传播到另一端面所需的最长时间为
8．如图所示，是两面平行的透明玻璃砖，面和面平行，它们是玻璃和空气的界面，设为界面Ⅰ和界面Ⅱ，光线从界面Ⅰ射入玻璃砖，再从界面Ⅱ射出，回到空气中，如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角，则（ ）
A．只要入射角足够大，光线在界面Ⅰ上就可能发生全反射现象
B．只要入射角足够大，光线在界面Ⅱ上就可能发生全反射现象
C．不管入射角多大，光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象
D．不管入射角多大，光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象
三、填空题
9．医用光纤内窥镜是光纤在医学上的成功应用。如图，光纤由折射率为的内芯和折射率为的包层构成。当光以某一角度从光纤的端面入射时，则 （填“>”或“<”）时，光才能在光纤内不断发生全反射，实现在内芯中传播；已知光在真空中的传播速度为c，光从空气进入内芯时传播速度为 。
10．折射率不仅和透明介质自身性质有关，还和入射光的频率有关。图为红、绿、蓝三束光从水中射向空气即将发生全反射时的光路图。已知是绿光的临界角，则红光的临界角为 （选填：、或）。在水中， （选填：“红”或“蓝”）光的传播速度大于绿光的传播速度。
11．如图所示，半圆玻璃砖的折射率，半径R=12cm，直径AB与光屏MN垂直并接触于A点。一束激光a从半圆弧表面上射向半圆玻璃砖的圆心O，当光线与竖直直径AB之间的夹角为60°，最终在光屏MN上出现两个光斑。求：
（1）A点左侧光斑与A之间距离为 cm；
（2）改变激光a的入射方向，使光屏MN上只剩一个光斑，则光斑离A点的最远距离为 cm。
12．如图所示，容器中装有某种透明液体，深度为h，容器底部有一个点状复色光源S，光源S可发出两种不同频率的单色光。液面上形成同心圆形光斑Ⅰ、Ⅱ，测得光斑Ⅰ的直径为，光斑Ⅱ的直径为。透明液体对光斑Ⅱ这种单色光比光斑Ⅰ这种单色光的折射率 ；光斑Ⅱ这种单色光在液体中的传播速度比光斑Ⅰ这种单色光在液体中的传播速度 （均选填“大”或“小”）
四、解答题
13．如图所示，截面为直角梯形的玻璃砖ABCD，其中，，某单色光从边的中点以入射角射入玻璃砖，，经玻璃砖折射后入射到边，已知玻璃砖对该单色光的折射率，真空中的光速为c，则：
（1）分析说明边上是否有出射光线及边上的出射光线与边的几何关系；
（2）不考虑光线在边的反射，求解其在玻璃砖中的运动时间。
14．宝石外观光彩夺目，部分原因是由于其特殊的成品形状可发生多种光学效应。如图为某宝石的剖面图，一条光线由边从空气射入宝石，入射角i为，经过折射后，折射角正弦值，该折射光线第一次射到边，刚好发生全反射。（已知空气中的光速终），求：
（1）该光线在宝石中的速度大小；
（2）角大小。
15．如图所示，一种光学传感器是通过接收器Q接收到光的强度变化而触发工作的。光从挡风玻璃内侧P点射向外侧M点再折射到空气中，测得入射角为α，折射角为β；光从P点射向外侧N点，刚好发生全反射并被Q接收，已知光在真空中传播的速度是c，求：
（1）玻璃的折射率n；
（2）光在玻璃中传播的速度；
（3）光从玻璃射向空气时临界角θ的正弦值表达式。
一、单选题
1．某同学想用以下方法测液体的折射率，取一个半径的薄软木塞，在它的圆心处插上一枚大头针，让软木塞浮在液面上，调整大头针插入软木塞的深度，使它露在外面的长度，这时从液面上方的各个方向向液体看，恰好看不到大头针，则下列说法正确的是（ ）
A．液体的折射率B．光在液体中传播的速度是
C．液体发生全反射的临界角C满足D．恰好看不到大头针的原因是发生了光的折射现象
2．某宝石的剖面（关于虚线左右对称）如图所示，一束激光垂直MN面入射，恰好分别在PO面，QO面发生全反射后垂直MN面射出，由此可知MN该宝石对激光的折射率为（ ）
A．B．C．1.5D．2
3．如图所示，一长方体的透明介质，高度为，上下两个面为边长为的正方形，底面中心有一单色点光源，可向各个方向发出光线，该介质对光的折射率为，则介质的上表面被光照亮区域的面积为（ ）
A．B．C．D．
4．如图所示，两束单色光A、B分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射光合成一束复色光P，下列说法正确的是（ ）
A．A光的波长小于B光的波长
B．在玻璃砖中A光的传播速度小于B光的传播速度
C．两种单色光由玻璃射向空气时，A光的临界角较大
D．玻璃砖对A光的折射率大于对B光的折射率
5．如图将某种透明材质的三棱镜置于水中，为其截面，其中，一束由a、b单色光组成的复色光从水中以角度i入射三棱镜再从三棱镜射出，光路如图所示，则（ ）
A．该材质相对水是光密介质B．a单色光在该材质中传播速度小于在水中传播速度
C．增大入射角i，AC界面出射时a光先消失D．减小入射角i，AC界面出射时b光先消失
6．设计了如图所示的探究实验：将透明塑料圆盒装一半水，形成半圆形水柱，水中加少量色素，利用丁达尔效应，让学生可观察到液体中的光路。用激光沿半径方向射到半圆水柱的圆心，并从水面射到空气中。增大入射角θ，当折射光刚好在水面上方消失时，可读出此时的入射角θ即为全反射临界角。若在操作时，水略微超过了圆盒容积的一半，激光仍对准圆心入射，则临界角的测量值会（ ）
A．偏大B．不变C．偏小D．无法确定
二、多选题
7．如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射入E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角为θ=30°，E、F分别为边AB、BC的中点，则下列说法正确的是（ ）
A．该棱镜的折射率为B．光在F点发生全反射
C．光从空气进入棱镜，频率变小D．光从空气进入棱镜，波速变小
8．有一块半径为R的半圆形玻璃砖，是垂直于AB的半径，一束单色光沿着与玻璃砖的AB面成30°角的方向射到P点，经玻璃折射后射到点，如果测得P到O的距离为，则（ ）
A．该单色光束有可能在入射点P发生全反射B．玻璃砖对光的折射率为
C．玻璃砖对光的折射率为2
D．入射角不变，入射点P左移，有可能在圆弧界面发生全反射
9．方形透明容器充满某种透明液体，液体的深度，在容器底部中心有一个点状复色（两种颜色）激光光源，光源的大小可忽略不计，液面上形成的光斑俯视图如图所示，测得液面内部光斑a的直径，外部光环b的宽，下列说法正确的是（ ）
A．光斑a由两种色光组成，光环b由单色光形成
B．若仅将液体的深度h变大，则光斑的面积变大，光环宽度不变
C．液体对两种色光的折射率不同，较大者与较小者之比为
D．若光环b为单色光，这种光在液体中的传播速度比另一种色光的传播速度小
三、填空题
10．如图所示，一块半圆形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，玻璃的折射率。平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光到达上表面后，都能从上表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为 。一束光在O点左侧与O点相距处，垂直于AB从下方入射，求此光从玻璃砖射出所用时间为 （设真空中光速为c）。
11．光纤通信是一种现代化的通信手段，它可以为客户提供大容量、高速度、高质量的通信服务，为了研究问题方便，我们将光导纤维简化为根长直玻璃管，如图所示。设此玻璃管长为L，折射率为n。已知从玻璃管左端面射入玻璃内的光线在玻璃管的侧面上恰好能发生全反射，最后从玻璃管的右端面射出。设光在真空中的传播速度为c，则光在玻璃管中的传播速度为 ，光通过此段玻璃管所需的时间为 。
12．有两束光线以相同入射角从S点射入圆柱形玻璃砖中，已知A光在玻璃砖中的折射率，B光在玻璃砖中的折射率。两束光经多次反射后，第一次从S点射出时，出射方向与入射方向间的夹角分别为θA和θB，则θA θB，两束光在玻璃砖中传播时间分别为tA和tB，则tA tB（两空均填“﹥”“﹤”或“=”）。
13．如图所示，一横截面为直角三角形的三棱镜，，。一束与AB面成角的光线射向AB面，经过BC边一次反射，再从AC边射出，且出射光线的折射角为。则这种材料的折射率n= ；
四、解答题
14．由某种透明材料制成的半球的截面如图所示，O为球心，AO为其对称轴。一单色光从截面的B点平行于对称轴AO射入半球，此时透明半球左侧恰好没有光线射出。透明半球的半径为R，O、B两点间距离为，光在真空中的传播速度为c。求：
（1）透明材料的折射率n；
（2）光在透明半球中传播所用时间t。
15．光导纤维（简称光纤）作为一种新材料，光纤通信构成的信息高速公路已将全世界连接成互联互通的信息网络，使人类进入信息时代。如图所示，光纤由折射率不同的内芯和包层构成，光以入射角 i 从光纤的端面入射，并能在内芯中传播。请回答以下问题：
（1）光纤工作原理主要是利用了什么光学现象？其内层纤芯折射率 n1与外面包层折射率 n2要满足什么大小关系？（答“n1>n2”或“n1（2）若入射角 i 逐渐增大，分析如图夹角θ如何变化。
（3）入射角 i 可以取任意值吗？为什么？（内层纤芯折射率 n1足够大）
1．（2023.湖北）如图所示，楔形玻璃的横截面POQ的顶角为，OP边上的点光源S到顶点O的距离为d，垂直于OP边的光线SN在OQ边的折射角为。不考虑多次反射，OQ边上有光射出部分的长度为（ ）
A．B．C．D．
2．（2023.湖南）（多选）一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为α，如图所示。他发现只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是（ ）
A．水的折射率为
B．水的折射率为
C．当他以α = 60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60°
D．当他以α = 60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于60°
3．（2023.山东）一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量，其部分原理简化如图所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M、N，相距为d，直径均为，折射率为n（）。M、N下端横截面平齐且与被测物体表面平行。激光在M内多次全反射后从下端面射向被测物体，经被测物体表面镜面反射至N下端面，N下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离有关。
（1）从M下端面出射的光与竖直方向的最大偏角为，求的正弦值；
（2）被测物体自上而下微小移动，使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围（只考虑在被测物体表面反射一次的光线）。
一、单选题
1．秋天早上，草叶上的露珠看起来异常明亮，这是光的（ ）
A．折射现象 B．干涉现象C．全反射现象D．衍射现象
2．关于全反射及其应用的认识，下列说法正确的是（ ）
A．光纤通信利用了光的折射
B．全反射是反射光线与折射光线重合的一种现象
C．光线从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射
D．光线从光疏介质射向光密介质时，不可能发生全反射
3．如图甲所示，为研究一半圆柱形透明新材料的光学性质，用激光由真空沿半圆柱体的径向射入，入射光线与法线成θ角，由光学传感器CD可以探测反射光的强度。实验获得从AB面反射回来的反射光的强度随θ角变化的情况如图乙所示。光在真空中传播速度为c，则该激光在这种透明新材料中（ ）
A．折射率为B．传播速度为c
C．θ=0°时，反射光强度为0D．反射光的强度随θ角的增大而增大
4．如图所示，一激光源在半圆形透明介质底部从A向B移动，并始终向点（点为半圆圆弧的中点）发射一细束激光。已知半圆圆弧的直径为10cm，激光源速率为0.5cm/s，若在圆弧上方观测，点出现光斑的时间为10s，则该介质的折射率为（ ）
A．B．C．D．
5．如图所示为俯视图，光屏MN竖直放置，半圆形玻璃砖放在水平面上，其平面部分ab与光屛平行，由光源S发出的一束白光从半圆沿半径方向射入玻璃砖，通过圆心O射到光屛上，现在水平面内绕过O点的竖直轴沿逆时针方向缓慢转动玻璃砖，在光屏上出现了彩色光谱，当玻璃砖转动角度大于某一值时，屏上彩色光带中的某种色光首先消失，下列说法中正确的是（ ）
A．玻璃砖中各种色光的传播速度不同，红光传播速度较大
B．玻璃砖中各种色光的折射率不同，紫光折射率较小
C．屏上形成的彩色光带中，紫光折射率较小
D．转动过程中最先消失的是红光
二、多选题
6．如图所示，一束单色光由介质Ⅰ射入介质Ⅱ，在界面MN上发生折射，入射角为，折射角为，且，下列说法正确的是（ ）
A．两种介质相对来说，介质Ⅰ是光疏介质，介质Ⅱ是光密介质
B．两种介质相对来说，介质Ⅰ是光密介质，介质Ⅱ是光疏介质
C．若该单色光由介质Ⅰ射向介质Ⅱ时，随着入射角增大不断，在界面上会发生全发射
D．若该单色光由介质Ⅱ射向介质Ⅰ时，随着入射角增大不断，在界面上会发生全发射
7．图示为一光导纤维（可简化为一长玻璃丝）的示意图，玻璃丝长为，折射率为，代表端面。一束光从真空射入玻璃丝的端面，已知光在真空中的传播速度为。下列说法正确的是（ ）
A．光导纤维进行信号传输利用了折射
B．为使光线能从玻璃丝的端面传播到另一端面，光线在端面上的入射角应满足
C．为使光线能从玻璃丝的端面传播到另一端面，光线在端面上的入射角应满足
D．光线从玻璃丝的端面传播到另一端面所需的最长时间为
8．如图所示，是两面平行的透明玻璃砖，面和面平行，它们是玻璃和空气的界面，设为界面Ⅰ和界面Ⅱ，光线从界面Ⅰ射入玻璃砖，再从界面Ⅱ射出，回到空气中，如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角，则（ ）
A．只要入射角足够大，光线在界面Ⅰ上就可能发生全反射现象
B．只要入射角足够大，光线在界面Ⅱ上就可能发生全反射现象
C．不管入射角多大，光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象
D．不管入射角多大，光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象
三、填空题
9．医用光纤内窥镜是光纤在医学上的成功应用。如图，光纤由折射率为的内芯和折射率为的包层构成。当光以某一角度从光纤的端面入射时，则 （填“>”或“<”）时，光才能在光纤内不断发生全反射，实现在内芯中传播；已知光在真空中的传播速度为c，光从空气进入内芯时传播速度为 。
10．折射率不仅和透明介质自身性质有关，还和入射光的频率有关。图为红、绿、蓝三束光从水中射向空气即将发生全反射时的光路图。已知是绿光的临界角，则红光的临界角为 （选填：、或）。在水中， （选填：“红”或“蓝”）光的传播速度大于绿光的传播速度。
11．如图所示，半圆玻璃砖的折射率，半径R=12cm，直径AB与光屏MN垂直并接触于A点。一束激光a从半圆弧表面上射向半圆玻璃砖的圆心O，当光线与竖直直径AB之间的夹角为60°，最终在光屏MN上出现两个光斑。求：
（1）A点左侧光斑与A之间距离为 cm；
（2）改变激光a的入射方向，使光屏MN上只剩一个光斑，则光斑离A点的最远距离为 cm。
12．如图所示，容器中装有某种透明液体，深度为h，容器底部有一个点状复色光源S，光源S可发出两种不同频率的单色光。液面上形成同心圆形光斑Ⅰ、Ⅱ，测得光斑Ⅰ的直径为，光斑Ⅱ的直径为。透明液体对光斑Ⅱ这种单色光比光斑Ⅰ这种单色光的折射率 ；光斑Ⅱ这种单色光在液体中的传播速度比光斑Ⅰ这种单色光在液体中的传播速度 （均选填“大”或“小”）
四、解答题
13．如图所示，截面为直角梯形的玻璃砖ABCD，其中，，某单色光从边的中点以入射角射入玻璃砖，，经玻璃砖折射后入射到边，已知玻璃砖对该单色光的折射率，真空中的光速为c，则：
（1）分析说明边上是否有出射光线及边上的出射光线与边的几何关系；
（2）不考虑光线在边的反射，求解其在玻璃砖中的运动时间。
14．宝石外观光彩夺目，部分原因是由于其特殊的成品形状可发生多种光学效应。如图为某宝石的剖面图，一条光线由边从空气射入宝石，入射角i为，经过折射后，折射角正弦值，该折射光线第一次射到边，刚好发生全反射。（已知空气中的光速终），求：
（1）该光线在宝石中的速度大小；
（2）角大小。
15．如图所示，一种光学传感器是通过接收器Q接收到光的强度变化而触发工作的。光从挡风玻璃内侧P点射向外侧M点再折射到空气中，测得入射角为α，折射角为β；光从P点射向外侧N点，刚好发生全反射并被Q接收，已知光在真空中传播的速度是c，求：
（1）玻璃的折射率n；
（2）光在玻璃中传播的速度；
（3）光从玻璃射向空气时临界角θ的正弦值表达式。
一、单选题
1．某同学想用以下方法测液体的折射率，取一个半径的薄软木塞，在它的圆心处插上一枚大头针，让软木塞浮在液面上，调整大头针插入软木塞的深度，使它露在外面的长度，这时从液面上方的各个方向向液体看，恰好看不到大头针，则下列说法正确的是（ ）
A．液体的折射率B．光在液体中传播的速度是
C．液体发生全反射的临界角C满足D．恰好看不到大头针的原因是发生了光的折射现象
2．某宝石的剖面（关于虚线左右对称）如图所示，一束激光垂直MN面入射，恰好分别在PO面，QO面发生全反射后垂直MN面射出，由此可知MN该宝石对激光的折射率为（ ）
A．B．C．1.5D．2
3．如图所示，一长方体的透明介质，高度为，上下两个面为边长为的正方形，底面中心有一单色点光源，可向各个方向发出光线，该介质对光的折射率为，则介质的上表面被光照亮区域的面积为（ ）
A．B．C．D．
4．如图所示，两束单色光A、B分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射光合成一束复色光P，下列说法正确的是（ ）
A．A光的波长小于B光的波长
B．在玻璃砖中A光的传播速度小于B光的传播速度
C．两种单色光由玻璃射向空气时，A光的临界角较大
D．玻璃砖对A光的折射率大于对B光的折射率
5．如图将某种透明材质的三棱镜置于水中，为其截面，其中，一束由a、b单色光组成的复色光从水中以角度i入射三棱镜再从三棱镜射出，光路如图所示，则（ ）
A．该材质相对水是光密介质B．a单色光在该材质中传播速度小于在水中传播速度
C．增大入射角i，AC界面出射时a光先消失D．减小入射角i，AC界面出射时b光先消失
6．设计了如图所示的探究实验：将透明塑料圆盒装一半水，形成半圆形水柱，水中加少量色素，利用丁达尔效应，让学生可观察到液体中的光路。用激光沿半径方向射到半圆水柱的圆心，并从水面射到空气中。增大入射角θ，当折射光刚好在水面上方消失时，可读出此时的入射角θ即为全反射临界角。若在操作时，水略微超过了圆盒容积的一半，激光仍对准圆心入射，则临界角的测量值会（ ）
A．偏大B．不变C．偏小D．无法确定
二、多选题
7．如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射入E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角为θ=30°，E、F分别为边AB、BC的中点，则下列说法正确的是（ ）
A．该棱镜的折射率为B．光在F点发生全反射
C．光从空气进入棱镜，频率变小D．光从空气进入棱镜，波速变小
8．有一块半径为R的半圆形玻璃砖，是垂直于AB的半径，一束单色光沿着与玻璃砖的AB面成30°角的方向射到P点，经玻璃折射后射到点，如果测得P到O的距离为，则（ ）
A．该单色光束有可能在入射点P发生全反射B．玻璃砖对光的折射率为
C．玻璃砖对光的折射率为2
D．入射角不变，入射点P左移，有可能在圆弧界面发生全反射
9．方形透明容器充满某种透明液体，液体的深度，在容器底部中心有一个点状复色（两种颜色）激光光源，光源的大小可忽略不计，液面上形成的光斑俯视图如图所示，测得液面内部光斑a的直径，外部光环b的宽，下列说法正确的是（ ）
A．光斑a由两种色光组成，光环b由单色光形成
B．若仅将液体的深度h变大，则光斑的面积变大，光环宽度不变
C．液体对两种色光的折射率不同，较大者与较小者之比为
D．若光环b为单色光，这种光在液体中的传播速度比另一种色光的传播速度小
三、填空题
10．如图所示，一块半圆形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，玻璃的折射率。平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光到达上表面后，都能从上表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为 。一束光在O点左侧与O点相距处，垂直于AB从下方入射，求此光从玻璃砖射出所用时间为 （设真空中光速为c）。
11．光纤通信是一种现代化的通信手段，它可以为客户提供大容量、高速度、高质量的通信服务，为了研究问题方便，我们将光导纤维简化为根长直玻璃管，如图所示。设此玻璃管长为L，折射率为n。已知从玻璃管左端面射入玻璃内的光线在玻璃管的侧面上恰好能发生全反射，最后从玻璃管的右端面射出。设光在真空中的传播速度为c，则光在玻璃管中的传播速度为 ，光通过此段玻璃管所需的时间为 。
12．有两束光线以相同入射角从S点射入圆柱形玻璃砖中，已知A光在玻璃砖中的折射率，B光在玻璃砖中的折射率。两束光经多次反射后，第一次从S点射出时，出射方向与入射方向间的夹角分别为θA和θB，则θA θB，两束光在玻璃砖中传播时间分别为tA和tB，则tA tB（两空均填“﹥”“﹤”或“=”）。
13．如图所示，一横截面为直角三角形的三棱镜，，。一束与AB面成角的光线射向AB面，经过BC边一次反射，再从AC边射出，且出射光线的折射角为。则这种材料的折射率n= ；
四、解答题
14．由某种透明材料制成的半球的截面如图所示，O为球心，AO为其对称轴。一单色光从截面的B点平行于对称轴AO射入半球，此时透明半球左侧恰好没有光线射出。透明半球的半径为R，O、B两点间距离为，光在真空中的传播速度为c。求：
（1）透明材料的折射率n；
（2）光在透明半球中传播所用时间t。
15．光导纤维（简称光纤）作为一种新材料，光纤通信构成的信息高速公路已将全世界连接成互联互通的信息网络，使人类进入信息时代。如图所示，光纤由折射率不同的内芯和包层构成，光以入射角 i 从光纤的端面入射，并能在内芯中传播。请回答以下问题：
（1）光纤工作原理主要是利用了什么光学现象？其内层纤芯折射率 n1与外面包层折射率 n2要满足什么大小关系？（答“n1>n2”或“n1
（3）入射角 i 可以取任意值吗？为什么？（内层纤芯折射率 n1足够大）
1．（2023.湖北）如图所示，楔形玻璃的横截面POQ的顶角为，OP边上的点光源S到顶点O的距离为d，垂直于OP边的光线SN在OQ边的折射角为。不考虑多次反射，OQ边上有光射出部分的长度为（ ）
A．B．C．D．
2．（2023.湖南）（多选）一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为α，如图所示。他发现只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是（ ）
A．水的折射率为
B．水的折射率为
C．当他以α = 60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60°
D．当他以α = 60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于60°
3．（2023.山东）一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量，其部分原理简化如图所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M、N，相距为d，直径均为，折射率为n（）。M、N下端横截面平齐且与被测物体表面平行。激光在M内多次全反射后从下端面射向被测物体，经被测物体表面镜面反射至N下端面，N下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离有关。
（1）从M下端面出射的光与竖直方向的最大偏角为，求的正弦值；
（2）被测物体自上而下微小移动，使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围（只考虑在被测物体表面反射一次的光线）。
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