2021学年4.1 光的折射课后作业题

4.1光的折射同步练习2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中：甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa′和bb′后，不小心碰了玻璃砖使它向aa′方向平移了少许，如图甲所示。乙同学在画界面时，不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，则（　　）

A．甲测得折射率偏大，乙测得折射率偏小

B．甲测得折射率偏小，乙测得折射率不变

C．甲测得折射率不变，乙测得折射率偏小

D．甲测得折射率不变，乙测得折射率不变

2．如图所示，一束红光和一束紫光平行入射到三棱镜上，经棱镜折射后，交汇在屏上同一点．下列判断正确的是（ ）

A．a为紫光，b为红光，a光在棱镜中的速率小

B．a为紫光，b为红光，b光在棱镜中的速率小

C．a为红光，b为紫光，a光在棱镜中的速率小

D．a为红光，b为紫光，b光在棱镜中的速率小

3．单色细光束射到折射率的透明球面，光束在过球心的平面内，入射角i=45°，经折射进入球内后，又经内表面反射一次，再经球面折射后射出的光线，如图所示（图上已画出入射光和出射光），则入射光与出射光之间的夹角为（　　）

A．15° B．30° C．45° D．60°

4．如图所示，把半径为的玻璃半球体放在纸面上，让它的凸面向上，分别从A、两处（其中A处为玻璃半球体的最高点）观察玻璃半球体中心处纸面上的文字，下列说法正确的是（　　）

A．从处看到的字比从处看到的字高

B．从处看到的字比从处看到的字高

C．从处看到的字和从处看到的字一样高

D．从处看到的字比没有放玻璃半球体时看到的字低

5．有一束单色光从A穿过B再折向C，如图所示，下列说法中正确的是（　　）

A．介质B的折射率最大 B．介质C的折射率最大

C．光在介质B中的速度最小 D．光在介质C中的速度最大

6．一束由紫、红两单光组成的光以入射角θ由空气射到半圆形玻璃砖表面的A处，AB是半圆的直径．进入玻璃后分为两束，分别为AC、AD，它们从A到C和从A到D的时间分别t1和t2.则            (        )

A．AC是紫光，t1等于t2

B．AC是红光，t1小于t2

C．AC是紫光，t1小于t2

D．AC是红光，t1大于t2

7．如图所示，OBCD为真空中的半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径。一束由红、紫组成的复合光从半圆柱体玻璃的上表面O点射入玻璃，折射后分别射到侧面的B、C两点。若光从O点到B、C两点的传播时间分别为、，则下列说法正确的是（　　）

A．射到B点的是红光

B．射到B点的光线在玻璃中的传播速度较大

C．

D．

8．以往，已知材料的折射率都为正值（n>0）．现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值（n<0），称为负折射率材料．位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r依然满足，但是折射线与入射线位于法线的同一侧（此时折射角取负值）．若该材料对于电磁波的折射率n=1，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是

A． B．

C． D．

9．如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由紫光和红光组成的复色光，沿AO方向从真空射入玻璃，分成OB、OC两束光。则（　　）

A．光束OB是红光

B．在玻璃中紫光的频率比红光的频率小

C．两束光分开后沿OB、OC传播所用的时间相等

D．若将复色光平移到横截面的圆心处射入，则两束光在玻璃中传播时间相等

10．如图所示的四幅图中，点是半圆形玻璃砖的圆心，一束光由空气进入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气，可能正确的是（　　）

A． B． C． D．

11．在水中的潜水员斜向上看岸边的物体时，看到的物体（　　）

A．比物体所处的实际位置高

B．比物体所处的实际位置低

C．跟物体所处的实际位置一样高

D．以上三种情况都有可能

12．小明同学设计了一个用刻度尺测半圆形玻璃砖折射率的实验，如图所示，他进行的主要步骤是：

(1)用刻度尺测玻璃砖的直径AB的大小d；

(2)先把白纸固定在木板上，将玻璃砖水平放置在白纸上，用笔描出玻璃砖的边界，将玻璃砖移走，标出玻璃砖的圆心O、直径AB、AB的法线OC；

(3)将玻璃砖放回白纸的原处，长直尺MN紧靠A点并与直径AB垂直放置；

(4)调节激光器，使PO光线从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心O，并使长直尺MN的左右两侧均出现亮点，记下左侧亮点到A点的距离x1，右侧亮点到A点的距离x2。

关于上述实验，以下说法不正确的是（　　）

A．在∠BOC的范围内，改变入射光线PO的入射角，直尺MN上可能只出现一个亮点

B．左侧亮点到A点的距离x1一定大于右侧亮点到A点的距离x2

C．左侧亮点到A点的距离x1一定小于右侧亮点到A点的距离x2

D．要使左侧亮点到A点的距离x1增大，应减小入射角

13．如图所示，在水面下同一深度并排紧挨着放置分别能发出红光、黄光、蓝光和紫光的四个灯泡，一人站在这四盏灯斜上方离水面有一定距离处观察，他感觉离水面最近的那盏灯发出的光是（　　）

A．红光 B．黄光 C．蓝光 D．紫光

14．一束光由空气射入某介质，当入射光线和界面的夹角为30°时，折射光线恰好与反射光线垂直，则光在该介质中的传播速度是（光在真空中的传播速度为c）（　　）

A． B． C． D．c

15．一束单色光从空气射向某种介质的表面，光路如图所示，则该介质的折射率约为(　　)

A．1.50 B．1.41

C．0.71 D．0.67

二、填空题（共4题）

16．如图所示是一截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜，一束与边成角的单色光照射到的中点上，进入玻璃棱镜内部的折射光线与边平行．玻璃棱镜对这种单色光的折射率为_______；已知真空中的光速为c，该棱镜边长为L，这束光通过该棱镜的时间为_______。

17．如图所示，一细束由a光和b光组成的复色光由空气中射到一块长方形玻璃砖的上表面，透过玻璃砖后从下表面射出，若用n1和n2分别表示玻璃砖对a光和b光的折射率，则n1_______n2（填“>”，“<”或“=”）．

18．如图所示，两端开口的圆筒内嵌有一凸透镜，透镜主光轴恰好与圆筒中轴线重合．为了测出该透镜的焦距以及透镜在圆筒内的位置，小李同学做如下实验：在圆筒左侧凸透镜的主光轴上放置一点光源S，在圆筒右侧垂直凸透镜的主光轴固定一光屏，点光源S与光屏的距离为L．左右移动圆筒，当圆筒左端面距离点光源S为a时，恰好在光屏上成一个清晰的像；将圆筒向右水平移动距离b，光屏上又出现了一个清晰的像．则凸透镜和圆筒左端面的距离x为____________，该透镜的焦距f为__________．

19．在做“测定玻璃的折射率”的实验中，先在白纸上放出玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，然后在另一侧透过玻璃砖观察，插上大头针、，使挡住、的像，挡住了和、的像。如图所示，和分别是玻璃砖与空气的两个界面，用“”表示大头针的位置。图中表示经过大头针和的光线，该光线与界面交于点，表示法线。

①请将光路图画完整，并在图中标出光线进入玻璃砖发生折射现象的入射角和折射角______；

②该玻璃砖的折射率可表示为________；（用和表示）

③在做“用插针法测玻璃折射率”实验中，图中所示直线、表示在白纸上画出的两个界面。两位同学选择的器材操作如下：

A．甲同学在白纸上正确画出平行玻璃砖的两个界面与后，将玻璃砖垂直于方向沿纸面向平移了少许，其它操作正确；

B．乙同学在白纸上画、两界面时，其间距比平行玻璃砖两光学面的间距稍微小些，其它操作正确；

甲同学测出玻璃砖的折射率与真实值相比________，乙同学测出玻璃砖的折射率与真实值相比________。（填“偏大、偏小、不变”）

④对“测定玻璃折射率”的实验中的一些问题，几个同学发生了争论，他们的意见如下，其中正确的是_______。

A．为了提高测量的精确度，、及、之间的距离应适当大一些

B．为了提高测量的精确度，入射角应适当大一些

C．、之间的距离的大小及入射角的大小跟测量的精确度无关

D．如果入射角太大，则反射光过强，折射光过弱，不易观察

三、综合题（共4题）

20．如图所示，圆弧半径为R的凹透镜，O为其圆弧面的圆心，OO'为透镜的对称轴，从圆心O发出的一条单色光线OP射到圆弧面，光线与轴线成30°角。光线经透镜折射后射出，出射光线的反向延长线与轴线成45°角，与轴线的交点到O点的距离为（图中未标出）。已知光在真空中的传播速度为c，sin15°＝。求：

（1）透镜的折射率；

（2）单色光通过透镜的时间。

21．如图所示，平行玻璃板的厚度d=6cm，光线AB以入射角从空气射到平行玻璃板的上表面，经两次折射后从玻璃板的下表面射出。已知玻璃的折射率。求出射光线CD相对于入射光线AB偏离的距离δ。

22．有一玻璃球冠，右侧面镀银，光源S位于其对称轴上，如图所示.从光源S发出的一细光束射到球面上的A点，其反射光恰好垂直于球冠的对称轴，折射进入玻璃球冠内的光经右侧镀银面第一次反射后恰能沿原路返回.若球面半径为R，球冠高为，玻璃折射率为，光在真空中的传播速度为c.求：

（1）光源S与球冠顶点M之间的距离SM；

（2）光在玻璃中的传播时间.

23．如图所示，透过平行玻璃砖看铅笔，总感觉铅笔断开了。请画出光路图并作出解释。

参考答案：

1．C

2．A

3．B

4．C

5．B

6．A

7．C

8．B

9．C

10．B

11．A

12．B

13．D

14．B

15．B

16．         

17．>

18．     (L-b-2a)/2     (L2-b2)/4L

19．     如图；

     ；     不变；     偏大；     ABD

20．(1)；(2)

21． cm

22．（1），（2）

23．；

铅笔在玻璃砖下方的A处，铅笔反射的光线经下表面进入玻璃砖，光线由空气进入玻璃砖，发生第一次折射，折射角小于入射角，折射光线靠近法线；光线经上表面进入空气，发生第二次折射，折射角大于入射角，折射光线偏离法线，光线经两次折射后进入人眼，人眼看物体，将光线反向延长，光线向右发生偏移，所以人眼看到的是铅笔向右偏移后的像，感觉铅笔像断开了。