4.1光的折射同步练习（Word版含解析）.docx

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1、鲁科版（2019）选择性必修一 4.1光的折射一、单选题1.在很多情况下，我们对物理规律的理解和认识是通过观察和比较物理现象来进行 的。在下列的观察及根据观察所得出的相应结论中正确的是（）A.相同的弹簧受到不同的拉力，拉力越大，弹簧的形变量越大，说明弹簧的劲度系 数和拉力的大小有关B.从同一高度同时做自由落体运动和做平抛运动的相同小球能同时落地，说明这两个 小球的运动都满足机械能守恒C. 一束平行白光射向玻璃三棱镜，不同颜色的光经过三棱镜偏折的角度不同，说明了 玻璃对不同颜色光的折射率不同D.把一根条形磁铁插入闭合线圈，磁铁插入的速度越大，感应电流越大，说明感应 电动势的大小和磁通量变化的大小

2、有关2. 一底面半径为R的半圆柱形透明体的折射率为 =2,横截面如图所示，O表示半D圆柱形截面的圆心。半圆柱对称轴。尸上有一发光点S,距离圆心。为2,当某角度。2的强度值很小时，singktan凡 圆的弦长可以近似代替弧长。当沿着P。方向观察 时，实际观察到的发光点S到尸点的距离为（）A RR Rc RD 同Ad . U. U.34523.如图所示，ABC为某种玻璃制成的三棱镜的横截面，其中ZA = 45, ZB = 60, AB长度为30cm。今有一束单色光从P点垂直3。边入射，边AC边上的M点出射，出射方向与AC的夹角为60。，则玻璃的折射率为（）在ABO中根据正弦定理BO _ Rsin

3、r sin ZABP联立解得R sin r _ sin NABP2（R-PB）sini sin ZASP当某角度。的弧度值很小时，singktan内 圆的弦长可以近似代替弧长，即Rsin ZABP _ tan /ABP _ AP ? _ RsinZASP - tanZA5P _2PB联立解得PbJ3. C【详解】光从BC射入,从AC射出，则在AB边发生全反射，由于不考虑光的多次反射，则光线在玻璃中的光路图如图所示由几何关系可得ZAMN = 180。- ZA -（90。-Z2）= l 05光在AC边M点N3=ZAW90。= 15。/4=90。-60。= 30。答案第2页，共15页玻璃的折射率为s

4、inZ4 sin 30 _1 _on = 2 cos 15sin Z3 sin 15故选C。4. B【详解】作出两种光线在平行玻璃砖的光路图如下根据折射率公式有sin isin ina= , nb- sin rsin rh由题意知narb由几何关系得dfd光线经两侧面平行的玻璃砖后方向不变，折射光线平行。故ACD错误，B正确。故选Bo5. A【详解】光路如图所小:答案第3页，共15页AB.由几何知识可知，平行AE, AD平行FE,则3/BD = DF = 521 EF = CE = 5光束从。点射入时的入射角。= 60。，折射角 二30。，由折射定律有=吆=6sin P故A正确、B错误；CD.

5、由公式DF + EF t =v c V = n解得石V =C3t=更C故CD错误。故选Ao6. C【详解】A.不同颜色的光在真空中的光速相同，A错误；B.在同一介质中红光的折射率比紫光小。B错误；C.根据cn = C正确;v可知，折射率小的，速度大，所以在同一介质中红光的光速比紫光大。答案第4页，共15页D.单色光通过三棱镜不会分成几种颜色的光。D错误。故选C。7. A【详解】BC. 一束单色光穿过两块玻璃砖，分别经过两次从空气中射入到玻璃，和两次从玻璃射入 空气的折射，且两块玻璃砖的两面都是平行的，根据折射定律可知，最后的出射光线与最 初的入射光线平行，BC错误。AD.光由空气斜射进入玻璃砖

6、，折射光线、入射光线在空气和玻璃砖两种介质中，折射角 小于入射角；当光再由玻璃砖斜射进入空气时，折射角大于入射角，故最后的出射光线应 该位于最初的入射光线延长线的左侧，A正确D错误。故选Ao8. B【详解】A.雨后天空出现的彩虹是光的色散现象，A错误；B.不透光圆片后面阴影中心出现一个亮斑，即泊松亮斑，这是光的衍射形成的，B正 确；C.电线的直径要比光的波长大很多，所以根本不能发生明显的衍射现象，地面上不留下 电线的影子是因为光源比较大，障碍物比较小，所以在地面上形成伪本影区，c错误； D.白光经过三棱镜后形成的彩色光带是光的色散现象，D错误。故选Bo9. B【详解】A.折射率的公式sin 4

7、n =Lsin2运用比值法定义，可知介质的折射率与入射角力、折射角的正弦仇无关，A错误;答案第5页，共15页B.由公式n = v知c不变，则介质的折射率与介质中的波速成反比，B正确；C.折射率反映的是介质本身的光学性质，介质的折射率只由介质本身决定，c错误；D.因折射率是光线从空气折射入介质时的入射角和折射角的正弦值之比，任何介质的折 射率都大于1, D错误。故选Bo10. D【详解】AB.光的频率越大，在棱镜中的折射率越大，出射光线相对于入射光线偏折的越厉害，所 以。光的频率最高，d光的频率最低，。光在棱镜中的折射率最小，A、B错误；C.由c-Xv可得光的波长最短，由干涉条纹间距公式A I

8、0Ax = - Ad可知。光产生的干涉条纹宽度最小，C错误；D.由光电效应方程Ek=hv-W()和动能定理-eU=0-EkCK联立可得eU=hv-W)。光的频率最高，Q光打出的光电子的遏止电压最大，D正确。故选D。11. D答案第6页，共15页【详解】A.由表中数据可知玻璃的折射率大于水的折射率，根据u = 9可知，光在玻璃中的速度小 n于在水中的速度，故A错误；B.这种频率的光在水中的波长小于在空气中的波长，则根据 = 4%可知，这种频率的 a光用同一装置在水中进行双缝干涉实验观测的条纹间距小于在空气中观测的条纹间距，故B错误；C.光密介质的折射率较大，而密度不一定较大，例如：酒精的折射率大

9、于水的折射率，但其密度小于水的密度，故C错误；D.水晶的折射率大于水的折射率，根据sinC =，可知，这种频率的光在水晶中的临界角 n较小，则光从水晶射入空气比从水射入空气更容易发生全反射，故D正确。故选Do12. C【详解】A.当入射速度小于折射速度时，折射光线不一定偏离法线，当入射角为零度时，折射光 线与法线重合，故A错误；B.当波垂直界面入射时，传播方向不改变，但波速和波长都发生改变，故B错误；C.波的频率由波源决定，与介质无关，在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都 改变，故C正确；D.波发生折射时在同一个界面也可发生反射现象，故D错误。故选C。13. A【详解】依题意做出光路图，

10、如图所示答案第7页，共15页n -=拒v设入射角为4，4=M，则有sin a cos an =1sin q sin 0x解得ex = 30故选Ao14. B激光束照在圆柱上，沿圆柱体轴上的光线即水平方向上的光线，经相同的入射角折射，两 次折射后，同一水平方向上的光线折射偏转角度相同，光线平行，故在光屏上水平方向上 的光斑宽度不变。如图，竖直方向上光线通过圆柱体光线有会聚作用，根据光屏与圆柱玻璃柱的位置关系， 光斑的长度可能变大，可能变小，也可能不变。由于图中的入射光束在圆心上方，故光路 往下偏，光斑的中心不可能呈现在光屏的上部方。综上所述，B有可能，ACD均不可能。答案第8页，共15页故选Bo

11、15. B【详解】 设两束折射光线的折射率分别为 A和 B，在玻璃中的速度分别为匕和/，折射角分别为a和夕,如图所示sin a sin。解得Va 二sin 9=vB sin p解得sin B由图中几何关系可知，从A、B两点出射的光在玻璃砖中传播的时间分别为2Rsina 2Rsin。人=2/?sin/3 _ 2Rsin 0% = =可得故选Bo16. 6m； 8m答案第9页，共15页【详解】从空气往水看，折射率就是3/4,但是从水往空气看，折射率正好是分子分母颠倒的4/3.鸟看鱼距离是3+4 (3/4) =6m.但是与看鸟距离就是4+3 (4/3) =8m17. 折射【详解】略18. V3 大于

12、【详解】由几何知识可知,红光在D点发生折射时,折射角为A60。,入射角为尸30。，由折射定律可得sinzn =sin r解得玻璃对红光的折射率为n y/3若改用蓝光沿同一路径入射，由于玻璃对蓝光的折射率大于对红光的折射率，则光线在。 点射出时的折射角大于60。19. 红 1.61.875x1()8【详解】1玻璃对红光的折射率最小，故入射角相同时，红光折射角最大，所以光带上最靠近。 的是红光；由几何关系答案第10页，共15页sin:二 =。.8PO 10如一也二汨二。5OD 54.6由折射定律解得由sinz 0.8 1 / n = = 1.6sin r 0.5v = n解得该色光在玻璃砖中的光速

13、为 = 1.875x108 mzs20. (1) n = a/3 ; (2) t c【详解】(1)从玻璃球射出的光线平行于入射光线，不考虑光线在玻璃球内的多次反射，作出光路图如图:在5点的反射光线与入射光线。3关于43对称，由光路图知4=2仇=60解得优=30由折射定律得sin 02(2)入射点。与出射点P间的距离为2d = Rsmq =yj3R答案第11页，共15页sin 15C. 2cos 152cosl504 .两束细平行光。和匕相距为d,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b的折射率。当它们从玻璃成的下表面射A.两束光仍平行，间距等于dC.两

14、束光仍平行，间距小于dB.两束光仍平行，间距大于dD.两束光不再相互平行5 .如图所示，等腰三角形A3C为一棱镜的横截面，A5 = AC = /,N3 = 30。一细束单3/色光平行于底边5C从AB边上的。点（80 =胃）射入棱镜，从AC边上的E点平行2/底边射出棱镜，且。七=彳，已知光在真空中的传播速度为。则（）A.该棱镜的折射率为6B.该棱镜的折射率为1.5C.光在该棱镜中传播的速度大小为当D.光在该棱镜中传播的时间为第6 .白光通过三棱镜发生色散现象，下列说法正确的是（则该条光线在玻璃球中的路程5 = 2x27? cos =243R光在玻璃球中的速度所以光线在玻璃球内的传播时间6R21.

15、警；*【详解】(1)设光在A3面的入射点为,则由题意知，入射角i = 53。 根据几何关系AE = PAn530 = -L3因此be，l3设折射角为r，根据几何关系BE 1sin r = .= = r=d BE? + BC? VW因此折射率sin i 4/10n =sin r 5(2)光在透明介质中传播的时间EC n - EC SLt =v c 3c答案第12页，共15页22. (1)【详解】(1)作出光路图如图C E B(2)由几何关系可知，光线在AC面上的入射角为60。，折射角为30。则折射率为sin 60 /tn = 3sin 30(3)因为发生全反射的临界角的正弦值为sinC=因为所以

16、临界角C满足30C60光线在尸点发生全反射，然后从H点射出玻璃砖，则在玻璃砖中传播的距离为x = GE+EF + FH = 2L其中Cv =n联立解得答案第13页，共15页23. (1) 72 ;(2) -R2【详解】(1)如图2L + L2L 2国 t =-=cc忑由几何关系得解得则由于半径相等，则两次折射中又由于折射率相同，则，= = 45。因此折射率为(2)如图R _ 42R sin a sin /?4=135。，= 45。，9=15。展竺吐幽士*。几=皿=插sin r答案第14页，共15页【详解】=0.8sina= I .=j=V1.02 + l.O2 J2为不改变该光束的传播，则光束

17、最多和气泡相切，其半径为R = Rsmr = R 224. (1) 1.13； (2) 1.4140.8a/0.82+0.621.0由折射定律二亚=1.13sin a（2）若让掠射进入孔洞的光从另一界面出射时，最大入射角正弦值为1.()sina= I .7 = r=V1.02 +1.02 J2透明介质的折射率最小值n=- = 1.414sin a答案第15页，共15页A.不同颜色的光在真空中的光速不同B.在同一介质中红光的折射率比紫光大C.在同一介质中红光的光速比紫光大D.每种颜色的光通过三棱镜都会分成几种颜色的光7 . 一束单色光穿过两块两面平行的玻璃砖，出射光线与入射光线的位置关系可能正确

18、的是（）8 .下列说法正确的是（）A.雨后天空出现的彩虹是光的衍射现象B.不透光圆片后面的阴影中心出现一个亮斑是光的衍射现象C.在太阳光照射下，架在空中的电线在地面上不会留下影子是光的衍射现象D.白光经过三棱镜后形成的彩色光带是光的衍射现象9 .关于介质的折射率，下列说法正确的是（）sin 4A.由折射率的公式可知，介质的折射率与入射角a的正弦成正比sin %B.由折射率公式 =可知，介质的折射率与光在介质中的传播速度u成反比 vC.折射率反映的是介质本身的光学性质由介质本身及光的性质共同决定D.玻璃的折射率大于1,水的折射率小于110.如图所示，一束复色光经三棱镜后分开成、b、。和d四种单色

19、光。用这四种单色光分别照射金属钾板，其中c光恰好可从金属钾板上打出光电子；也可以用这四种单色光分别作为双缝干涉实验的光源。下列说法正确的是（）复色光A. d光的频率最高B.。光在棱镜中的折射率最大C. 光产生的干涉条纹宽度最大D.。光打出的光电子的遏止电压最大11 .如表所示是某种频率的光常温下从真空向介质入射时几种介质对真空的折射率,由表中数据结合相关知识可以知道（）几种介质的折射率介质折射率介质折射率金刚石2.42岩盐1.55二硫化碳1.63酒精1.36玻璃1.5-1.8水1.33水晶1.55空气1.00028A.这种光在玻璃中的速度大于在水中的速度B.这种频率的光用同一装置在水中进行双缝

20、干涉实验观测的条纹间距大于在空气中观 测的条纹间距C.光密介质的密度一定大于光疏介质密度D.这种频率的光从水晶射入空气比从水射入空气更容易发生全反射12 .对于波的折射现象，下列说法正确的是（）A.当入射速度小于折射速度时，折射光线偏离法线B.当波垂直界面入射时，传播方向不改变，波速和波长都不改变C.在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变D.波发生折射时一定不会发生反射现象13.光在某种玻璃中的传播速度是m/s,要使光由玻璃射入空气时折射光线与反射光线成90。夹角，则入射角应是（）A. 30B. 37C. 45D. 6014 . 一束激光垂直照射在光屏上，形成一圆形光斑如图甲所示。

21、现在光屏前放置一透 明的玻璃圆柱体，让激光垂直圆柱体轴线入射，光束经过圆柱体后照射在光屏上，如 图乙所示。则在光屏上观察到的光斑形状可能为（）图乙光屏15 .如图，空气中有一束复色光从。点入射到半圆柱体玻璃砖。因不同颜色的光在该玻璃砖中折射率不同，导致玻璃中的两束折射光线分别从A、B点出射。记从A、B两点出射的光在玻璃质中传播的时间分别为九和%，则（）C.心小于D.因入射角度未知，无法比较人和九大小二、填空题16 .空中有一只小鸟，距水面3 m,在其正下方距水面4 m深处的水中有一条鱼.已知水的折射率为4/3,则鸟看水中的鱼离它多远,鱼看天上的鸟离它多远.17 .波的折射：光从一种介质进入另一

22、种介质时会发生折射，同样，其他波从一种介质进入另一种介质时也发生 O18 .如图，ABC为一玻璃三棱镜的横截面，ZA=30, 一束红光垂直A3边射入，从AC边上的。点射出，其折射角为60。，则玻璃对红光的折射率为 o若改用蓝光 沿同一路径入射，则光线在。点射出时的折射射角 （“小于”“等于”或“大于”）为真空，周围是玻璃）的弧形面上P点射入一束白光，发现在与AC平行的屏幕上出 现了彩色光带DD光带上最靠近。的是 （填“红，“绿”或“紫”）光；取走玻璃砖后，该同学测得了以下数据：PO=10cm, OZ）=54.6cm, PQ=8cm,OC=27.3cm,由此可知，玻璃对射向。的色光的折射率为;已

23、知真空中的光速为3xl08m/s,则该色光在玻璃砖中的光速为 m/So20 .如图所示为一透明玻璃球过球心。的截面图，半径为七 球的右半部分涂有反光 材料。一束单色光平行于水平直径A3,以60。的入射角射入玻璃球。从玻璃球射出的 光线平行于入射光线，不考虑光线在玻璃球内的多次反射。已知光在真空中的传播速 度大小为以求：（1）玻璃球对该单色光的折射率；（2）光线在玻璃球内的传播时间。21 .如图所示，边长为L的正方体透明介质放在水平面上，在地面上离A3面距离为 ；的。点有一个光源，向透明介质的左侧面射出一束光，当此光线与水平面夹角 为53。时，在58面的折射光线刚好照射到C点,求：（sin530

24、 = 0.8, cos53 = 0.6）（1）透明介质对光的折射率；（2）此光束在透明介质中传播的时间（已知光在真空中传播速度为。，不考虑光在透 明介质内表面的反射）。22 .如图所示的直角三角形A8C是柱形玻璃砖的横截面，NA=30。，ZB=90, 3c的 长为L, 3。所在的玻璃砖面镀银，为8c边的中点。一束平行于A3的光束从AC边 上的某点射入玻璃砖，进入玻璃砖后（光线未在图中画出），在3。边上的E点被反 射，E尸是该反射光线，且E/恰与AC平行。求：（1）作出光从空气进入玻璃砖到出玻璃砖的光路图。（2）该玻璃砖的折射率；（3）该光束从AC边上射入玻璃砖后在玻璃砖中传播的时间（光在真空中

25、的速度为 C）o23 . 2021年12月9日，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为青少年带来了一场精彩纷呈的太空科普课。王亚平在水膜里注水，得到了一个晶莹剔透的水球，接着又在水球中央注入一个气泡，形成了两个同心的球，如图所示，MN是通过球心。的一条直线，一单色细光束A3平行于从3点射入球体，出射光线。尸与的交点P到球心。的距离是球半径R的Q倍，且与所成的角。二30。，求：(1)水对此单色光的折射率；(2)为不改变该光束的传播，气泡(球)的半径不得超过多少(不考虑R的变化)？24.我国古代著作墨经中记载了小孔成倒像的实验，认识到光沿直线传播。身高 1.6m的人站在水平地面上，其正前

26、方0.6m处的竖直木板墙上有一个圆柱形孔洞，直 径为1.0cm、深度为1.0cm,孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。此时，由于孔洞 深度过大，使得成像不完整，如图所示。现在孔洞中填充厚度等于洞深的某种均匀透 明介质，不考虑光在透明介质中的反射。(1)若该人通过小孔能成完整的像，透明介质的折射率最小为多少？(2)若让掠射进入孔洞的光能成功出射，透明介质的折射率最小为多少？参考答案:1. c【详解】A.相同的弹簧受到不同的拉力，拉力越大，弹簧的形变量越大，不能说明弹簧的劲度系 数和拉力的大小有关，实质上弹簧的劲度系数由弹簧本身决定，与拉力无关，故A错； B.从同一高度同时做自由落体运动和做平抛运

27、动的相同小球能同时落地，只能这两个小 球竖直方向的运动相同，都是自由落体运动，不能说明这两个小球的运动都满足机械能守 恒，故B错误；C. 一束平行白光射向玻璃三棱镜，不同颜色的光经过三棱镜偏折的角度不同，说明相同 的入射角折射角不同，根据折射定律可知玻璃对不同颜色光的折射率不同，故c正确；D.把一根条形磁铁插入闭合线圈，磁铁插入的速度越大，感应电流越大，说明感应电动 势的大小和磁通量变化快慢的大小有关，而不能说明磁通量变化的大小有关，故D错误。 故选C。2. A【详解】作出光路图如图所示O则有sini _ 1 _ 1sin r n 2在ASO中根据正弦定理得R R2sinz sin ZASP答案第1页，共15页