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例2 如图所示，光导纤维在传递信息时，光从内芯的一端传输到另一端，其原理应用了光的 （
A.折射
B.反射
C.色散
D.直线传播
解析 光能沿着弯曲的光导纤维传播，是因为光在光导纤维的内壁上发生反射，故B正确。
答案 B
知识拓展
光在光导纤维中传输损耗小，可长距离传输。光纤通信的通信容量极大，不怕雷击，不受电磁干扰，通信质量高，保密性好。
B
）A.折射
B.反射
C.色散
D.直线传播
解析 光能沿着弯曲的光导纤维传播，是因为光在光导纤维的内壁上发生反射，故B正确。
答案 B
知识拓展
光在光导纤维中传输损耗小，可长距离传输。光纤通信的通信容量极大，不怕雷击，不受电磁干扰，通信质量高，保密性好。
答案
B
解析
【分析】要解决这道题，需明确光导纤维的工作原理：光导纤维由内芯和外套构成，内芯折射率大于外套，光在传播时会在内芯与外套的界面上发生反射，从而能沿着弯曲的光导纤维传输，据此判断选项。
【解析】光导纤维传递信息时，光从内芯射向外套，因内芯折射率大于外套，光会在两者的界面上发生反射，使光可沿着弯曲的光导纤维传播，这一过程应用了光的反射，因此B选项正确；A选项折射是光从一种介质进入另一种介质时的偏折，不符合；C选项色散是光分解为七色光的现象，与本题无关；D选项直线传播是光沿直线行进，无法在弯曲纤维中传播，故排除A、C、D。
【答案】B
【知识点】光的反射、光导纤维
【点评】本题考查光导纤维的通信原理，属于光学基础应用题型，难度适中，需学生掌握光纤通信的物理机制。
【难度系数】0.6
【解析】光导纤维传递信息时，光从内芯射向外套，因内芯折射率大于外套，光会在两者的界面上发生反射，使光可沿着弯曲的光导纤维传播，这一过程应用了光的反射，因此B选项正确；A选项折射是光从一种介质进入另一种介质时的偏折，不符合；C选项色散是光分解为七色光的现象，与本题无关；D选项直线传播是光沿直线行进，无法在弯曲纤维中传播，故排除A、C、D。
【答案】B
【知识点】光的反射、光导纤维
【点评】本题考查光导纤维的通信原理，属于光学基础应用题型，难度适中，需学生掌握光纤通信的物理机制。
【难度系数】0.6
1. 关于地球静止卫星，下列说法正确的是（
A.以地球为参照物，它是运动的
B.地球静止卫星绕地球转动一周的时间是12 h
C.地球静止卫星相当于微波中继站
D.至少4颗卫星才能覆盖全球
C
）A.以地球为参照物，它是运动的
B.地球静止卫星绕地球转动一周的时间是12 h
C.地球静止卫星相当于微波中继站
D.至少4颗卫星才能覆盖全球
答案
1. C
解析
【分析】
解题思路：首先明确地球静止卫星（同步卫星）的核心特性：相对地球表面静止、绕地周期与地球自转周期一致（24h），且可作为微波中继站，再结合参照物、卫星通信的知识点逐一分析选项，排除错误选项后确定正确答案。
【解析】
1. 地球静止卫星是同步卫星，其绕地球转动的周期与地球自转周期相同，为24h，且相对于地球表面的位置保持不变。
2. 选项A：以地球为参照物，卫星与地球的相对位置没有发生变化，因此卫星是静止的，A错误。
3. 选项B：地球静止卫星绕地球转动一周的时间等于地球自转周期，即24h，并非12h，B错误。
4. 选项C：地球静止卫星距离地面较高，可接收并转发微波信号，相当于微波中继站，是卫星通信的重要载体，C正确。
5. 选项D：根据卫星通信的原理，至少需要3颗地球静止卫星即可实现全球通信覆盖，并非4颗，D错误。
综上，正确答案为C。
【答案】
C
【知识点】
参照物、地球同步卫星、微波通信
【点评】
本题考查地球静止卫星的基本概念与应用，属于物理学科中天体运动与通信领域的基础知识点，要求学生准确掌握同步卫星的周期、相对运动特性及卫星通信的相关常识，是常见的基础题型，难度较低。
【难度系数】
0.7
解题思路：首先明确地球静止卫星（同步卫星）的核心特性：相对地球表面静止、绕地周期与地球自转周期一致（24h），且可作为微波中继站，再结合参照物、卫星通信的知识点逐一分析选项，排除错误选项后确定正确答案。
【解析】
1. 地球静止卫星是同步卫星，其绕地球转动的周期与地球自转周期相同，为24h，且相对于地球表面的位置保持不变。
2. 选项A：以地球为参照物，卫星与地球的相对位置没有发生变化，因此卫星是静止的，A错误。
3. 选项B：地球静止卫星绕地球转动一周的时间等于地球自转周期，即24h，并非12h，B错误。
4. 选项C：地球静止卫星距离地面较高，可接收并转发微波信号，相当于微波中继站，是卫星通信的重要载体，C正确。
5. 选项D：根据卫星通信的原理，至少需要3颗地球静止卫星即可实现全球通信覆盖，并非4颗，D错误。
综上，正确答案为C。
【答案】
C
【知识点】
参照物、地球同步卫星、微波通信
【点评】
本题考查地球静止卫星的基本概念与应用，属于物理学科中天体运动与通信领域的基础知识点，要求学生准确掌握同步卫星的周期、相对运动特性及卫星通信的相关常识，是常见的基础题型，难度较低。
【难度系数】
0.7
2. 关于卫星通信，下列说法正确的是（
A.卫星通信使用的是中波或者短波
B.通信卫星只能用来传递声音信号
C.卫星通信就是利用卫星来向地面发射电磁波
D.通信卫星既能传递声音信号，又能传递图像信号
D
）A.卫星通信使用的是中波或者短波
B.通信卫星只能用来传递声音信号
C.卫星通信就是利用卫星来向地面发射电磁波
D.通信卫星既能传递声音信号，又能传递图像信号
答案
2. D
解析
【分析】本题考查卫星通信的相关知识，解题思路是逐一分析每个选项，结合卫星通信的原理和特点判断选项正误。需回忆卫星通信使用的电磁波类型、通信卫星的功能等知识点，再对四个选项逐一排查，选出正确答案。
【解析】逐一分析各选项：
1. 选项A：卫星通信使用的是微波（属于高频电磁波），中波、短波主要用于地面短距离通信，并非卫星通信的载体，因此A错误；
2. 选项B：通信卫星不仅能传递声音信号，还可传递图像、数据等多种信号，并非只能传递声音信号，因此B错误；
3. 选项C：卫星通信是利用通信卫星作为中继站，转发地面站传来的电磁波，而非卫星直接向地面发射电磁波，因此C错误；
4. 选项D：通信卫星的功能是传输各类信号，既能传递声音信号，又能传递图像信号，因此D正确。
【答案】D
【知识点】卫星通信、电磁波的应用
【点评】本题属于物理学科中通信技术的基础题，考查对卫星通信基本概念的掌握，难度较低，准确记忆相关知识点即可正确作答。
【难度系数】0.6
【解析】逐一分析各选项：
1. 选项A：卫星通信使用的是微波（属于高频电磁波），中波、短波主要用于地面短距离通信，并非卫星通信的载体，因此A错误；
2. 选项B：通信卫星不仅能传递声音信号，还可传递图像、数据等多种信号，并非只能传递声音信号，因此B错误；
3. 选项C：卫星通信是利用通信卫星作为中继站，转发地面站传来的电磁波，而非卫星直接向地面发射电磁波，因此C错误；
4. 选项D：通信卫星的功能是传输各类信号，既能传递声音信号，又能传递图像信号，因此D正确。
【答案】D
【知识点】卫星通信、电磁波的应用
【点评】本题属于物理学科中通信技术的基础题，考查对卫星通信基本概念的掌握，难度较低，准确记忆相关知识点即可正确作答。
【难度系数】0.6
3. 关于光纤通信，下列说法正确的是（
A.一条光导纤维只能传输一条信息
B.光导纤维是很细的金属丝
C.铺设光缆时，不能让光缆弯曲
D.光纤通信利用激光在光导纤维中多次反射传递信息
D
）A.一条光导纤维只能传输一条信息
B.光导纤维是很细的金属丝
C.铺设光缆时，不能让光缆弯曲
D.光纤通信利用激光在光导纤维中多次反射传递信息
答案
3. D
解析
【分析】
本题考查光纤通信的基础知识，解题思路是逐一分析每个选项，结合光纤通信的原理、光导纤维的材料、光缆的铺设要求等知识点判断选项的正误，最终选出正确答案。
【解析】
首先明确光纤通信的核心概念：光导纤维是由玻璃或塑料制成的纤维，利用激光在其内壁多次反射传递信息，一条光纤可通过波分复用技术传输多路信息，光缆铺设时允许适当弯曲（避免过度弯折损坏光纤）。
对各选项分析如下：
A选项：一条光导纤维可通过不同频率的激光传输多条信息，并非只能传输一条，故A错误；
B选项：光导纤维是很细的玻璃丝，不是金属丝，故B错误；
C选项：铺设光缆时可适当弯曲，只要不发生过度弯折即可，并非不能弯曲，故C错误；
D选项：光纤通信的原理是利用激光在光导纤维内壁多次反射传递信息，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
光纤通信、光的反射
【点评】
本题属于光纤通信的基础识记类题目，考查内容均为教材中的核心知识点，只要准确掌握光导纤维的材料、通信原理及光缆的铺设要求，即可快速判断出正确答案，难度较低。
【难度系数】
0.8
本题考查光纤通信的基础知识，解题思路是逐一分析每个选项，结合光纤通信的原理、光导纤维的材料、光缆的铺设要求等知识点判断选项的正误，最终选出正确答案。
【解析】
首先明确光纤通信的核心概念：光导纤维是由玻璃或塑料制成的纤维，利用激光在其内壁多次反射传递信息，一条光纤可通过波分复用技术传输多路信息，光缆铺设时允许适当弯曲（避免过度弯折损坏光纤）。
对各选项分析如下：
A选项：一条光导纤维可通过不同频率的激光传输多条信息，并非只能传输一条，故A错误；
B选项：光导纤维是很细的玻璃丝，不是金属丝，故B错误；
C选项：铺设光缆时可适当弯曲，只要不发生过度弯折即可，并非不能弯曲，故C错误；
D选项：光纤通信的原理是利用激光在光导纤维内壁多次反射传递信息，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
光纤通信、光的反射
【点评】
本题属于光纤通信的基础识记类题目，考查内容均为教材中的核心知识点，只要准确掌握光导纤维的材料、通信原理及光缆的铺设要求，即可快速判断出正确答案，难度较低。
【难度系数】
0.8
4. 光导纤维由内芯和外套组成（如图甲所示）。若光在内芯中的传播速度为真空中传播速度的$\frac{2}{3}$，则光信号在光导纤维内芯中沿直线传播100 km 需要
互联网的光纤通信是利用光在光导纤维中多次反射来传输信息的，如图乙所示，一束光与水平方向成$45°$角，从A点射到一段水平放置的长为0.850 mm、内径为50 $μ$m的直光导纤维的边缘，光束进入此光导纤维内部（两端的边缘除外）后反射了
$5× 10^{-4}$
s。互联网的光纤通信是利用光在光导纤维中多次反射来传输信息的，如图乙所示，一束光与水平方向成$45°$角，从A点射到一段水平放置的长为0.850 mm、内径为50 $μ$m的直光导纤维的边缘，光束进入此光导纤维内部（两端的边缘除外）后反射了
16
次。答案
4. $5× 10^{-4}$ 16 解析 光在内芯中的传播速度
$v=\frac{2}{3}c=\frac{2}{3}× 3× 10^8\ \mathrm{m/s}=2× 10^8\ \mathrm{m/s}$,
光信号在光导纤维内芯中沿直线传播需要的
时间 $t=\frac{s}{v}=\frac{100× 10^3\ \mathrm{m}}{2× 10^8\ \mathrm{m/s}}=5× 10^{-4}\ \mathrm{s}$。
由题知，光束在此光导纤维内部每反射一次
传播的距离 $s'=50\ μ \mathrm{m}=5× 10^{-2}\ \mathrm{mm}$,
光束在此光导纤维内部反射的次数
$n=\frac{0.850\ \mathrm{mm}}{5× 10^{-2}\ \mathrm{mm}}=17$,
因两端的边缘除外，故反射的次数应减去1，
所以光束在此光导纤维内部反射的次数为
16次。
$v=\frac{2}{3}c=\frac{2}{3}× 3× 10^8\ \mathrm{m/s}=2× 10^8\ \mathrm{m/s}$,
光信号在光导纤维内芯中沿直线传播需要的
时间 $t=\frac{s}{v}=\frac{100× 10^3\ \mathrm{m}}{2× 10^8\ \mathrm{m/s}}=5× 10^{-4}\ \mathrm{s}$。
由题知，光束在此光导纤维内部每反射一次
传播的距离 $s'=50\ μ \mathrm{m}=5× 10^{-2}\ \mathrm{mm}$,
光束在此光导纤维内部反射的次数
$n=\frac{0.850\ \mathrm{mm}}{5× 10^{-2}\ \mathrm{mm}}=17$,
因两端的边缘除外，故反射的次数应减去1，
所以光束在此光导纤维内部反射的次数为
16次。
解析
【分析】
本题分为两个问题，第一个问题需先求出光在内芯中的传播速度，再利用速度公式计算传播时间；第二个问题需结合光的反射规律和45°角的特点，分析每反射一次水平移动的距离，再结合光纤总长度计算反射次数，注意题目中“两端的边缘除外”的限制条件。
【解析】
1. 计算光信号传播时间：
光在真空中的速度为$c=3×10^8\ \mathrm{m/s}$，由题意得内芯中光的传播速度$v=\frac{2}{3}c=\frac{2}{3}×3×10^8\ \mathrm{m/s}=2×10^8\ \mathrm{m/s}$；
传播距离$s=100\ \mathrm{km}=100×10^3\ \mathrm{m}=1×10^5\ \mathrm{m}$，根据速度公式$t=\frac{s}{v}$，得时间$t=\frac{1×10^5\ \mathrm{m}}{2×10^8\ \mathrm{m/s}}=5×10^{-4}\ \mathrm{s}$。
2. 计算反射次数：
光束与水平方向成45°角，每次反射时水平方向移动的距离等于光纤内径，内径$d=50\ μ\mathrm{m}=50×10^{-3}\ \mathrm{mm}=0.05\ \mathrm{mm}$；
光纤总长度$L=0.850\ \mathrm{mm}$，若不考虑两端，总反射次数（含两端）为$n'=\frac{L}{d}=\frac{0.850\ \mathrm{mm}}{0.05\ \mathrm{mm}}=17$；
因两端边缘除外，故实际反射次数$n=17-1=16$次。
【答案】
$5×10^{-4}$；16
【知识点】
光的传播速度、光的反射
【点评】
本题结合光导纤维的实际应用，考查速度公式的应用和光的反射规律，需注意单位换算和题目中的限制条件，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
本题分为两个问题，第一个问题需先求出光在内芯中的传播速度，再利用速度公式计算传播时间；第二个问题需结合光的反射规律和45°角的特点，分析每反射一次水平移动的距离，再结合光纤总长度计算反射次数，注意题目中“两端的边缘除外”的限制条件。
【解析】
1. 计算光信号传播时间：
光在真空中的速度为$c=3×10^8\ \mathrm{m/s}$，由题意得内芯中光的传播速度$v=\frac{2}{3}c=\frac{2}{3}×3×10^8\ \mathrm{m/s}=2×10^8\ \mathrm{m/s}$；
传播距离$s=100\ \mathrm{km}=100×10^3\ \mathrm{m}=1×10^5\ \mathrm{m}$，根据速度公式$t=\frac{s}{v}$，得时间$t=\frac{1×10^5\ \mathrm{m}}{2×10^8\ \mathrm{m/s}}=5×10^{-4}\ \mathrm{s}$。
2. 计算反射次数：
光束与水平方向成45°角，每次反射时水平方向移动的距离等于光纤内径，内径$d=50\ μ\mathrm{m}=50×10^{-3}\ \mathrm{mm}=0.05\ \mathrm{mm}$；
光纤总长度$L=0.850\ \mathrm{mm}$，若不考虑两端，总反射次数（含两端）为$n'=\frac{L}{d}=\frac{0.850\ \mathrm{mm}}{0.05\ \mathrm{mm}}=17$；
因两端边缘除外，故实际反射次数$n=17-1=16$次。
【答案】
$5×10^{-4}$；16
【知识点】
光的传播速度、光的反射
【点评】
本题结合光导纤维的实际应用，考查速度公式的应用和光的反射规律，需注意单位换算和题目中的限制条件，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
