高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册1 光的折射随堂练习题

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

一、选择题（共15题）

1．人在河边看到岸上的树在水中的倒影及河中的鱼，则

A．看到的树是折射成的像 B．看到的鱼是折射成的像

C．鱼是虚像，树是实像 D．鱼是实像，树是虚像

2．折射现象中，下列说法正确的是（　　）

A．折射角一定小于入射角

B．折射率跟折射角的正弦值成反比

C．折射角增大为原来的2倍，入射角也增大为原来的2倍

D．折射率大的介质，光在其中传播的速度小

3．如图，一束单色光从介质1射入介质2，在介质1、2中的波长分别为、，频率分别为、，下列说法正确的是（　　）

A． B． C． D．

4．如图一束红光与一束紫光以适当的入射角射向半圆形玻璃砖，其出射光线都是由圆心O点沿OP方向射出，如图所示，则（　　）

A．AO是红光，它穿过玻璃砖所需的时间短

B．AO是紫光，它穿过玻璃砖所需的时间长

C．BO是红光，它穿过玻璃砖所需的时间长

D．BO是紫光，它穿过玻璃砖所需的时间短

5．如图所示，某同学设计了一种能看见室外全景的猫眼。猫眼是由球冠和圆柱体拼接在一起的复合形状。观察者能在室内猫眼的中点，恰能看到室外的全景。设墙壁的厚度为d，玻璃的折射率为，圆柱体的直径为，则（   ）

A．球冠的半径R=

B．球冠突出墙外的高

C．沿墙壁射向猫眼的极限光线，其入射角为

D．球冠的球心位置处在猫眼的内部

6．△OMN为玻璃等腰三棱镜的横截面.a、b两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面MN，在棱镜侧面OM、ON上反射和折射的情况如图所示，由此可知（     ）

A．真空中a光的传播速度比b光的大

B．棱镜内a光的波长比b光的大

C．a光的频率比b光的高

D．若a光为绿色光，则b光可能为橙色光

7．如图所示两细束单色光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点M．则下列说法中正确的是（ ）

A．如 果 a为蓝色光,则b可能为红色光

B．在该三棱镜中a色光的传播速率比b光的传播速率大

C．棱镜射向空气中a色光的临界角比b色光的临界角大

D．a光的折射率小于b光折射率

8．一个军事设施的观察孔如图所示，其宽度L=30cm，厚度d=30cm，为了扩大向外的观察视野，将折射率n=的某种玻璃砖完全嵌入观察孔内．计算并说明：嵌入玻璃砖后，视野的最大张角是多少度．

A．60°; B．90°; C．120° D．180°

9．光在某种玻璃中的传播速度是×108m/s，要使光由空气射入这种玻璃，且使折射光线与反射光线之间成90°角，则入射角应是（　　）

A．30° B．45° C．60° D．90°

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．半径为R的玻璃半圆柱体，截面如图所示，圆心为O，两束平行单色光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直，∠AOB=60°，若玻璃对此单色光的折射率，则两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离为（　　）

A． B． C． D．R

12．如图所示，一束黄光和一束蓝光，从圆心点以相同角度沿方向射入横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别从、两点射出，已知，，光速，则下列说法正确的是（　　）

A．是蓝光，是黄光

B．玻璃对光束的折射率为

C．两束光穿过玻璃柱体所需时间

D．光束在该玻璃中传播的速度约为

13．物理老师在课堂上做了一个演示实验：让某特制的一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖（玻璃较厚）折射分成两束单色光1、2，光路如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．射出后的两束单色光一定平行

B．单色光1的折射率比2的小

C．在真空中单色光1的波长比2的长

D．在玻璃中单色光1的传播速度比2的大

14．如图所示，波长分别为λa、λb的单色光a、b，沿着AO、BO方向射入半圆形玻璃砖，出射光线都沿OC，则下列说法错误的是（　　）

A．a、b光从玻璃砖射入空气时，均受到玻璃砖的作用力

B．在玻璃砖内a光的动量大于在空气中a光的动量

C．λa<λb，且a、b光的临界角相等

D．在玻璃砖内a光的动量大于在玻璃砖内b光的动量

15．如图所示，用插针法测定玻璃折射率的实验中，以下说法正确的是（　　）

(1)P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度

(2)P1、P2及P3、P4之间的距离取得小些，可以提高准确度

(3)入射角θ1适当大些，可以提高准确度

(4)入射角太大，折射光线会在玻璃砖的内表面发生全反射，使实验无法进行

(5)P1、P2的间距、入射角的大小均与实验的准确度无关

A．(1)(3) B．(2)(4) C．(3)(5) D．(1)(4)

二、填空题（共4题）

16．一束激光以入射角i=30°照射液面，其反射光在固定的水平光屏上形成光斑B，如图所示，如果反射光斑位置向右移动了2cm， 说明液面________。

17．（1）折射率定义：光从真空射入某种介质发生折射时，______与______之比，叫作这种介质的绝对折射率，简称折射率，即。

（2）折射率与光速的关系：某种介质的折射率，等于光在______中的传播速度c与光在这种介质中的传播速度v之比，即。

（3）由于c＞v，故任何介质的折射率n都______1（填“大于”“小于”或“等于”）。

18．一束光从某介质进入真空，方向如图1所示，则该介质的折射率为________；逐渐增大入射角，光线将________（填“能”或“不能”）发生全反射；若使光发生全反射，应使光从________射入________，且入射角大于等于________。

19．某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示：

(1)此玻璃的折射率计算式为n=______（用图中的θ1、θ2表示）；

(2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度______（选填“大”或“小”）的玻璃砖来测量；

(3)射出玻璃砖的光线相对入射光线产生了侧移，对同一平行玻璃砖，入射角越大，侧移量______（选填“越大”或“越小”）。

三、综合题（共4题）

20．如图所示，一截面为直角三角形透明棱镜ABC，BC边长为a，∠A=30°．现有一细束单色光沿与AB平行的方向从到C点距离为学a的O点入射，折射后恰好射到AB边上的D点，且CD⊥AB.光在真空中的传播速度为c.求：

①棱镜的折射率n；

②单色光从O点入射到第一次从棱镜中射出所用的时间t．

21．如图，三棱镜的横截面为直角三角形ABC，∠A=30°，AC平行于光屏MN，与光屏的距离为L．棱镜对红光的折射率为n1，对紫光的折射率为n2．一束很细的白光由棱镜的侧面AB垂直射入，直接到达AC面并射出．画出光路示意图，并标出红光和紫光射在光屏上的位置，求红光和紫光在光屏上的位置之间的距离．

22．有一种高脚酒杯（脚高且细），如图所示，杯内底面为一凸起的球面，球心在顶点O下方玻璃中的C点，球面的半径为R=1.50cm，O点到杯口平面的距离为8.0cm，在杯脚底中心处P点紧贴一张小画片，P点距O点6. 3cm。这种酒杯未斟酒水，若在杯口上方向杯底方向观看，看不出画片上的景物。已知玻璃的折射率n= 1.56，角度很小时，可以认为sinα=α。求：

 (1)光在玻璃中的传播速度；

 (2)计算画片成像位置离杯口的距离。

23．如图所示，在“用插针法测定玻璃的折射率”的实验中，一位同学已完成了部分实验操作，他在白纸上点画出界面的法线，并画出一条带箭头的线段作为入射光线。在入射光线上竖直地插上两枚大头针、，透过玻璃砖观察大头针、的像，在位置插的大头针正好挡住、的像，在位置插的大头针正好挡住前三个大头针的像。根据。可计算出玻璃的折射率，请你在图中完成整个光路图，并标出角i和角________

参考答案：

1．B

2．D

3．B

4．A

5．B

6．B

7．A

8．C

9．C

10．B

11．B

12．D

13．A

14．C

15．A

16．下降了cm

17．     入射角的正弦     折射角的正弦     真空     大于

18．          能     介质     真空     45°

19．          大     越大

20．①n=．②

21．红光和紫光在光屏上的位置之间的距离

22．

(1)根据有光在玻璃中的传播速度：

(2)把酒杯放平，分析成像问题：未斟酒时，杯底凸球面的两侧介质的折射率分别为n和n0=1。

在图中P为画片中心，由P发出经过球心C的光线PO经过顶点不变方向进入空气中；由P发出的与PO成α角的另一光线PA在A处折射。设A处入射角为i，折射角为r，半径CA与PO的夹角为θ，由折射定律和几何关系可得：

θ=i+α

在△PAC中由正弦定理有：

考虑近轴光线成像，α，i，r都是小角度，则有“

又

解得：

θ=1.31i，r=1.56i，

由上二式有：

r>θ

由上式及图可知，折射线将与PO延长线相交于P’， P’即为P点的实像，画面将成实像于P’处。

在△CAP’中,由正弦定理有：

又有：

r=θ+β

考虑到是近轴光线，由上二式可得：

=R，

又有：

=-R

由以上各式并代入数据可得：

=7.9cm

所以像离杯口的距离为0.1cm。

23．

接、作出射光线，与玻璃砖下边界的交点为，连接、做为折射光线，入射光线与法线的夹角为入射角i，折射光线与法线的夹角为折射角，光路图如图。