高中第四章 光1 光的折射当堂检测题

第1节 光的折射

1.如图所示，光在真空和某介质的界面 上发生折射，由图可知(      )

A.光是从真空射入介质的

B.介质的折射率为

C.介质的折射率为

D.反射光线与折射光线的夹角为

答案：

解析：根据图像可知，入射角为 ，折射角为 ，反射光线与折射光线垂直，光是从介质射入真空的，折射率 ，只有 正确。

2.（多选）关于光的折射，下列说法正确的是(      )

A.折射光线一定在法线和入射光线所确定的平面内

B.入射光线与法线、折射光线不一定在一个平面内

C.入射角总大于折射角

D.光线从空气斜射入玻璃时，入射角大于折射角

答案： ;

解析：由光的折射定律知折射光线一定在法线和入射光线所确定的平面内， 正确， 错误；入射角不一定大于折射角，当光线从水斜射入空气中发生折射时，入射角小于折射角， 错误；光线从空气斜射入玻璃时，入射角大于折射角， 正确。

3.如图所示为光由玻璃射入空气中的光路图，直线 与 垂直，其中一条是法线。入射光线与 的夹角为 ，折射光线与 的夹角为 ， ，则该玻璃的折射率 等于(      )

A. B. C. D.

答案：

解析：因为光从玻璃射入空气，折射角大于入射角，所以知 为玻璃与空气的交界面，入射角为 ，折射角为 ，根据光的可逆性知，折射率 。故 正确， 、 、 错误。

4.如图所示玻璃三棱镜 ，顶角 为 ，一束光线 垂直于 射入棱镜，由 射出进入空气，测得出射光线与入射光线的夹角为 ，则棱镜的折射率为(      )

A. B. C. D.

答案：

解析：由题意可知，光线从玻璃射向空气时，入射角为 ，折射角为 ，则玻璃的折射率 ， 正确。

5.两束细平行光 和 之间距离为 ，从空气中互相平行地斜射到长方体玻璃砖的上表面，如图所示，若玻璃对 的折射率小于对 的折射率。当它们从玻璃砖的下表面射出后，有(      )

A.两束光仍平行，间距等于

B.两束光仍平行，间距大于

C.两束光仍平行，间距小于

D.两束光不再相互平行

答案：

解析：作出两束光线穿过平行玻璃砖的光路图。根据 ， ，由题意知 ， ，故 。光线经两侧面平行的玻璃砖后方向不变，出射光线平行。 正确。

6.如图所示是用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验示意图，对于实验中的一些具体问题，下列说法正确的是(      )

A.为了减小作图误差， 和 的距离应适当取大一些

B.为减小测量误差， 、 的连线与玻璃砖界面的夹角应取大一些

C.当 、 的距离较大时，通过玻璃砖会看不到 、 的像

D.当 、 的连线与法线 的夹角 较大时，在另一侧通过玻璃砖看不到 、 的像

答案：

解析： 、 间距离取大些，便于通过这两点连线准确地定出光线与 界面的交点 ，进而能准确连接 ，减小折射角 的作图误差， 正确。入射角 宜取得大些，这样可以减小测量角度时的误差， 错误。 、 的距离较大时，通过玻璃砖能看到 、 的像， 错误。 较大，折射效果明显，通过透明的玻璃砖还是能看到像的，而且是虚像， 错误。

7.现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成，夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目。这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的，如图所示，反光膜内均匀分布着直径为 的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为 ，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射→反射→再折射后恰好和入射光线平行，那么第一次入射的入射角应是(      )

A. B. C. D.

答案：

解析：作光路图如图所示，设入射角为 ，折射角为 ，则 ， ， ， 所以 。故选项 正确。

8.如图所示， 为一直角三棱镜的截面，其顶角 ， 为垂直于直线 的光屏。一束宽度等于 的单色平行光束垂直射向 面，经三棱镜折射后在屏 上形成一条光带。

（1）以图中编号为 、 、 的三条光线为代表画出光束经棱镜折射后的光路示意图；

（2）若从 面出射的光线与原来入射光线的夹角为 ，求棱镜的折射率。

答案：（1）光路示意图见解析（2）

解析：（1）平行光束经棱镜折射后的出射光束仍是平行光束，如图所示

（2）图中 、 为 面上的入射角和折射角，根据折射定律，有

设出射光线与水平方向成 角，则

由题可知 ，由几何关系知

可得 ，所以 。

素养提升练

9.（多选）关于光的折射及折射率，下列说法正确的是(      )

A.光由一种介质进入另一种介质时，光的传播方向一定发生改变

B.光由水射入空气中，折射角大于入射角

C.光在折射率大的介质中传播速度大

D.折射率只能大于1

答案： ;

解析：当光垂直交界面射入时，传播方向不变， 错误；光由水射入空气中，折射角大于入射角， 正确；根据 ，折射率越大，传播速度越小， 错误；由 ， 可知 ， 正确。

10.（多选）如图所示， 、 是两种透明材料制成的两块直角梯形的棱镜，叠合在一起组成一个长方体。某单色光沿与 的上表面成 角的方向斜射向 ，其折射光线正好垂直通过两棱镜的界面，已知材料的折射率分别为 、 。则(      )

A. ，从 的下表面射出的光线与入射到 的上表面的光线平行

B. ，从 的下表面射出的光线与入射到 的上表面的光线不平行

C.若 ，从 的下表面射出的光线与下表面所夹的锐角一定小于

D.若 ，从 的下表面射出的光线与下表面所夹的锐角一定大于

答案： ;

解析：如果光线从 的下表面射出，光路图如图所示，根据折射定律有： ， ，由几何知识知， ，当 ，则得 。则根据几何知识可知 ，从 的下表面射出的光线与入射到 的上表面的光线平行；当 ，则得 。根据几何知识得 ，即出射光线与 下表面所夹的锐角一定小于 。故 、 正确。

11.（2021辽宁抚顺高二期末）如图所示，扇形透明介质 的半径为 ，圆心角为 ，单色光沿平行 方向从 点射入介质， 点到 的距离 ，该介质的折射率 。光在 面的入射角的正弦值为(      )

A. B. C. D.

答案：

解析：光路如图所示

在 点根据折射定律 ，代入数据解得 ，在三角形 中，根据几何知识可得 ，根据正弦定理可得 ，根据几何知识可得 ，联立可得光在 面的入射角的正弦值为 ，故选 。

12.如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的 面上，经 和 两个面折射后从 面进入空气，当出射角 和入射角 相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为 ，已知棱镜顶角为 ，则计算棱镜对该色光的折射率的表达式为(      )

A. B.

C. D.

答案：

解析：设单色光入射到棱镜时的折射角为 ，由折射定律可知， ；因入射角和出射角相等，即

故由几何关系可知， ； ；

故折射率 ，故选 。

创新拓展练

13.在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面 、 与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确，且均以 、 为界面画光路图，则他们测得的折射率与真实值相比是偏大、偏小还是不变？

（1）甲同学测得的折射率与真实值相比  。

（2）乙同学测得的折射率与真实值相比  。

（3）丙同学测得的折射率与真实值相比  。

答案：（1）偏小 （2）不变 （3）可能偏大，可能偏小，也可能不变

解析：（1）甲同学测量的光路图如图1所示，真实值 ，测量值 ，因 ，故 ，所以甲同学测得的折射率与真实值相比偏小。

（2）乙同学测量的光路图如图2所示，测量值 ，与真实值相等。

（3）丙同学的测量可能出现三种结果，光路图如图3所示，真实值 ，测量值 ，当出射点为 时，测量值与真实值相同；当出射点在 左侧时，测量值小于真实值；当出射点在 点右侧时，测量值大于真实值，故丙同学测得的折射率与真实值相比可能偏大，可能偏小，也可能不变。

思路导引 对于实验误差的分析，要结合实验原理，利用作图法，确定入射角与折射角的误差，进一步分析折射率的误差。

技巧点拨 测玻璃折射率问题的解题关键

用插针法测玻璃的折射率，原理是利用 求解，故关键是画出光路图，找出入射光线和折射光线，从而确定入射角和折射角，其顺序可归纳为“定光线，找角度，求折射率”。