2022届高考物理选择题专题强化训练：光导纤维(天津使用)

这是一份2022届高考物理选择题专题强化训练：光导纤维(天津使用)，共15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21小题；共84分）
1. 如图所示，在光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光 a 照射光电管阴极 K ，电流计 G 的指针发生偏转，而用另一频率的单色光 b 照射光电管阴板 K 时，电流计 G 的指针不发生偏转，那么
A. 用 a 光照射光电管阴极 K 时，通过电流计 G 的电流方向由 d 到 c
B. 增加 b 光的强度可以使电流计 G 的指针发生偏转
C. 用同一装置做双缝干涉实验， a 光的相邻亮纹间距大于 b 光的相邻亮纹间距
D. 两束光以相同的入射角从水中斜射入空气，若出射光线只有一束，则一定是 b 光

2. 下列有关光学现象说法正确的是
A. 甲中荷叶上的露珠显得特别“明亮”是由于水珠将光线会聚而形成的
B. 乙中看到的全息照片利用的是光的全反射原理而制成的
C. 丙中用加有偏振滤光片的相机拍照，可以拍摄清楚汽车内部的情景
D. 丁中肥皂在阳光下呈现彩色条纹是光的衍射现象

3. 光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件是
A. 光从空气射到分界面上，入射角足够大
B. 光从空气射到分界面上，入射角足够小
C. 光从玻璃射到分界面上，入射角足够大
D. 光从玻璃射到分界面上，入射角足够小

4. 酷热的夏天，在平坦的柏油公路上你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影。但当你靠近“水面”时，它也随你靠近而后退。对此现象正确的解释是
A. 出现的是“海市蜃楼”，是由于光的折射造成的
B. “水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉
C. 太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率大，发生全反射
D. 太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率小，发生全反射

5. 光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务。目前，我国正建设高质量的宽带光纤通信网络。下列说法正确的是
A. 光纤通信利用光作为载体来传递信息
B. 光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理
C. 光导纤维传递光信号是利用光的色散原理
D. 目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制金属丝

6. 光导纤维是由“纤芯”和“包层”两个同心圆柱体组成的，中心部分是纤芯，纤芯以外的部分称为包层。入射光从一端进入，另一端传出。下列说法正确的是
A. 纤芯的折射率小于包层的折射率
B. 增大光从端面入射的入射角，在端面处可能发生全反射
C. 不同频率的光从同一根光导纤维的一端传输到另一端所用的时间相同
D. 若红光以如图所示角度入射，恰能在纤芯和包层分届面上发生全反射，则改用紫光以同样角度入射时，将会从另一端射出

7. 关于全反射现象的理解，下列说法正确的是
A. 光从光疏介质射入光密介质时，可能发生全反射现象
B. 光从光疏介质射入光密介质时，一定发生全反射现象
C. 光从光密介质射入光疏介质时，可能发生全反射现象
D. 光从光密介质射入光疏介质时，一定发生全反射现象

8. 一束复色光从长方体玻璃砖上表面射向玻璃砖，入射角为 i，穿过玻璃砖后从侧表面射出，分解为 a 、 b 两束单色光，如图所示。对于这两束单色光
A. 增大入射光的入射角 i，a 光可能先发生全反射
B. 增大入射光的入射角 i，b 光可能先发生全反射
C. 若用 a 光照射某种金属能发生光电效应，则用 b 光照射该金属也一定能发生光电效应
D. 若用 b 光照射某种金属能发生光电效应，则用 a 光照射该金属也一定能发生光电效应

9. 如图所示为光线在 A 、 B 、 C 三种介质传播时发生反射和折射的情况，设光束在这三种介质中的传播速度分别为 vA 、 vB 、 vC，则 vA 、 vB 、 vC 大小关系应是
A. vA>vB>vC B. vAvB D. vC>vA>vB

10. 两束不同频率的单色光 a 、 b 从空气射入水中，发生了图中所示的折射现象（α＞β）。下列结论中正确的是
A. 光束 b 的频率比光束 a 低
B. 在水中的传播速度，光束 a 比光束 b 小
C. 水对光束 a 的折射率比水对光束 b 的折射率小
D. 若光束从水中射向空气，则光束 b 的临界角比光束 a 的临界角大

11. 如图所示，水下光源 S 向水面 A 点发射一束光线，折射光线分别为 a 、 b 两束。则
A. 在水中 a 光的速度比 b 光的小
B. 用同一双缝干涉实验装置分别用 a 、 b 光做实验，a 光干涉条纹间距小于 b 光干涉条纹间距
C. 若保持入射点 A 位置不变，将入射光线顺时针旋转，从水面上方观察，a 光先消失
D. a 、 b 两束光相比较，a 光的波长较长

12. 下列说法正确的是
A. 光从空气射入水后光速变小
B. 光在不同介质中的波长相同
C. 光从一种介质进入另一种介质，折射角一定小于入射角
D. 光从甲介质投射到甲、乙介质的界面时，一定能进入乙介质

13. 氢原子的部分能级如图所示，大量的激发态的氢原子从 n=4 能级直接跃迁到 n=2 能级，辐射的光设为 a 光，从 n=3 能级跃迁到 n=2 能级，辐射的光设为 b 光，下列说法正确的是
A. 在真空中，a 光的波长大于 b 光的波长
B. 从玻璃射向空气发生全反射时，a 光的临界角较小
C. 用同一装置进行双缝干涉实验，a 光的条纹间距较大
D. 用 a 光照射某金属，不能发生光电效应，用 b 光照射有可能发生光电效应

14. 已知天然材料的折射率都为正值（n>0）。近年来 3 针对电磁波某些频段设计的人工材料，可以使折射率为负值（nnC，所以 nCvB。
10. C
【解析】由折射图可知，navb，A项错，va＞vb，B项错，C项正确，sinC=1n，∴b 光临界角较小，D项错。
11. D
【解析】由光路图可知，折射率 navb，A项错；
频率 va>vb，波长 λa>λb，干涉条纹间距 Δx=ldλ，Δxa>Δxb，B项错；
临界角关系 sinC=1n，Ca>Cb，旋转入射光时 b 先达临界角，b 光先消失，C项错；
而波长关系 λa>λb，D项对。
12. A
【解析】折射率：n=cv，光在水中的传播速度 v=cn 小于光在空气中的传播速度 c，故A正确；
光在不同介质中的频率相同而波长不同，故B错误；
光从光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角，当光从光密介质射向光疏介质时折射角大于入射角，故C错误；
如果甲是光密介质，乙是光疏介质，当光从甲射向甲、乙介质的界面上且入射角大于折射角时，光会发生全反射，不能进入乙介质，故D错误。
13. B
【解析】由能级跃迁知识知 a 光的能量大，由 E=hv 得 a 光的频率大于 b 光的频率，则 a 光的折射率大于 b 光的折射率，a 光的波长小于 b 光的波长。由公式 sinθ=1n 可得 a 光的临界角较小；由公式 Δx=Ldλ 得 a 光的条纹间距小；照射某金属时，a 光易发生光电效应。综上分析，只有B项正确。
14. D
15. C
【解析】A．由图可知 b 光的偏折程度大，则 b 光的折射率大，所以 b 光为蓝光，用 b 光可在光盘上记录更多的数据信息，选项A错误；
B．b 光的折射率大，根据 n=cv 可知 b 光在水中传播的速度较 a 光小，选项B错误；
C．a 光的折射率小，波长大，根据 Δx=Ldλ 可知使用同种装置，用 a 光做双缝干涉实验得到的条纹间距比用 b 光得到的条纹间距宽，选项C正确；
D．a 光的折射率小，根据 sinC=1n 可知 a 光的临界角大，增大水中复色光的入射角，则 a 光后发生全反射，选项D错误。
16. B
17. D
18. A
【解析】当光从玻璃射向空气时，由于折射率的不同，导致折射光线的偏折程度不一，而紫光的折射率最大，所以紫光偏折最大，则紫光在光带最下边。那么红光则是光带最上边。所以七色光带从下到上的排列顺序是紫光到红光。
当光束 SA 绕圆心 O 逆时针转动过程中，当光线符合全反射条件时，则会发生全反射，从而在光屏上消失，因此临界角最小的首先消失，而由 sinC=1n 可得，折射率越大的，临界角则越小。所以紫光最先消失。
19. D
【解析】光导纤维是利用全反射现象传输信号，由于内层是光密介质即内层的折射率大于外层的折射率，所以光在由内层向外层传播时发生全反射而不能泄露，故A错误；
光的色散现象表明了同一介质对不同色光的折射率不同，根据：v=cn 可知各色光在同一介质中的光速不相同，故B错误；
用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度，是利用被检查的上表面的反射光线与标准平面下表面的反射光线，进行相互干涉，故C错误；
照相机的镜头呈现淡紫色是光的干涉现象，因为可见光有“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫”七种颜色，而膜的厚度是唯一的，所以只能照顾到一种颜色的光让它完全进入镜头，一般情况下都是让绿光全部进入的，这种情况下，你在可见光中看到的镜头反光其颜色就是蓝紫色，因为这反射光中已经没有了绿光。故D正确。
20. D
【解析】由图知：P 光和 Q 光的折射角相等，P 光的入射角偏折程度小，则根据折射定律分析得知 P 光束的折射率比 Q 光小，故A错误；
由 v=cn 知 P 光在玻璃砖中传播速度大，穿过玻璃砖所需的时间比 Q 光短，故B错误；
根据临界角公式 sinC=1n，P 光束的折射率小，临界角大，所以若 Q 光能发生全反射，则 P 光不一定能发生全反射，故C错误；
P 光束的折射率小，波长长，根据双缝干涉条纹的间距与波长成正比，则 P 光形成的干涉条纹间距比 Q 光的大，故D正确。
21. C
【解析】根据光线在三棱镜中的折射知，b 光线偏折比较厉害，则 b 光的折射率大，根据 v=cn，知 b 光在介质中传播的速度较小。故A错误。
b 光的折射率大，根据 sinC=1n，知 b 光发生全反射的临界角较小。故B错误。
a 光折射率小，则 a 光的频率小，波长大，根据 Δx=Ldλ，知 a 光的双缝干涉条纹间距较大。故C正确。
b 光的折射率大，则 b 光的频率较大。根据光电效应方程 Ek=hγ−W，知用 a 、 b 两束光分别照射甲、乙两种金属均能发生光电效应，光电子的最大初动能相同，则甲金属的逸出功较小，故D错误。
第二部分
22. A， D
【解析】因为 a 光的偏折程度大于 b 光，所以玻璃对 a 光的折射率大于对 b 光的折射率。故A正确，B错误；
根据 v=cn 可知，在玻璃中 a 光的光速小于 b 光的光速，选项C错误；
根据 sinC=1n 可知， a 光的临界角小于 b 光，则若入射角逐渐增大， a 光将先发生全反射，选项D正确。
23. A， C
24. A， D
【解析】因 a 的遏止电压比 B 光的小，证明 a 光的初动能较小，频率较小，A项对；a 光相当于红光，b 光相当于紫光，naCb，B项错；λa>λb，条纹间距 Δx=Ldλ，Δxa>Δxb，C项错，光子能量 E=hγ，Eanb>nc，
由 sinC=1n 可知，由水斜射入空气发生全反射时的临界角关系为 Canc 可知，三束光的频率关系为 νa>νb>νc，因此若能发生光电效应，则 a 光照射时产生的光电子最大初动能最大，故C正确；
D．由 νa>νb>νc 可知，λc>λb>λa，由 Δx=Ldλ 可知，干涉间距条纹关系为：
Δxa