2022人教版高中物理选择性必修第一册练习题-光的折射（第1课时 光的折射）

2022人教版高中物理选择性必修第一册

第四章光

1光的折射

第1课时光的折射

基础过关练

题组一对光的折射的理解

1.下列说法正确的是（）

A.光从一种介质进入另一种介质时,一定会发生偏折

B.光从空气进入其他介质时,折射角大于入射角

C.光从空气进入其他介质时,速度要减小

D.折射是指光的传播方向发生改变的现象

2.（多选）如图所示,虚线表示两种介质的界面及其法线，实线表示一束光线以及

它射向界面后发生反射和折射的光线，以下说法正确的是（）

A.8。不可能是入射光线

B.a。是入射光线

C.0。是入射光线

D.而是反射光线

题组二对折射率、折射定律的理解

3.（多选）关于折射率,下列说法中不正确的是

A.根据炉当可知,介质的折射率与入射角的正弦成正比

sin02

B.根据炉当可知,介质的折射率与折射角的正弦成反比

C.介质的折射率由介质本身决定，与入射角、折射角均无关

D.根据*可知,介质中的光速与介质的折射率成反比

V

4.（2019四川绵阳南山中学高二月考）关于光的折射现象，下列说法中正确的是

（）

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.折射率大的介质，光在其中的传播速度小

D.折射角增大为原来的2倍,入射角也增大为原来的2倍

5.（2019湖北武汉钢城四中高二下月考）如图所示,光在真空和某介质的界面MV

上发生折射，由图可知（）

A.光是从真空射入介质的

B.介质的折射率为手

C.介质的折射率为百

D.反射光线与折射光线的夹角为60°

6.如图所示为一内侧面与外侧面平行、中间部分为空气的三棱镜。将此三棱镜

放在空气中，让一束单色光沿平行于底边区的方向入射到4?面上,光从面射

此在图示出射光线中（光线②平行于勿边），正确的是（）

A.只能是①B.只能是②

C.只能是③D.①②③都有可能

7.（2020山东滨州高三下模拟）如图所示,为圆柱形玻璃横截面的直径，现有两

单色光组成的细光束沿EA方向射向玻璃,其折射光线分别沿AC,4〃方向，光从A

到。的时间为源，从力到〃的时间为时。则（）

A.以尸以9

B.如(

C.

D.无法确定赢与好的大小关系

8.如图所示,有一个玻璃三棱镜ABC,顶角4为30°,一束光a垂直于45射入棱

镜，由4。边射出进入空气,测得折射光线与入射光线间的夹角为30。，则棱镜的

折射率为（）

A.V2B-T

9.（多选）如图所示为一束光线穿过介质I、II、〃/时的光路，则)

A.介质I的折射率最大

B.介质II的折射率最大

C.介质〃7的折射率最大

D.光在介质II中传播速度最大

10.(2020江苏南京六校联合体高三上调研)如图所示,4用力为一棱镜的横截面，

ZA=Z^9Q°,/小60°,W面为镀银的反射面,勿长为L,一束单色光垂直45面

射入棱镜,从房中点刀射出后垂直射到与水平方向成30°角的光屏MV上。光在

真空中的速度为G求：

(1)棱镜材料的折射率；

⑵光在棱镜中传播的时间。

11.(2020山东青岛胶州月考)光以60°的入射角从空气射入玻璃中，折射光线与

反射光线恰好垂直。(真空中的光速炉3.0义IO-m/s)

⑴画出折射光路图；

(2)求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度；

(3)当入射角变为45°时,折射角多大？

(4)当入射角增大或减小时,玻璃的折射率是否变化?说明理由。

题组三视角和视深的判断和计算

12.一个军事设施的观察孔如图所示,其宽度£=30cm,厚度^30V3cm,为了扩大

观察视野,将折射率为炉壶的某种玻璃砖完全嵌入观察孔内。则嵌入玻璃砖后,

军事设施内的人通过这块玻璃砖能看到的视野的最大张角是（）

L

A.60°B.90°C.120°D.180°

13.（2020河北秦皇岛高二下开学考试）（多选）根据图中的漫画，判断下列说法中

正确的是（）

C%三这是吃人嬴〉

A.人看到的是鱼的实像，位置变浅了些

B.人看到的是鱼的虚像，位置变浅了些

C.鱼看到的是人的实像，位置偏低了些

D.鱼看到的是人的虚像，位置偏高了些

14.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一定距离处观察，他感觉离

水面最近的那盏灯发出的光是（）

水面

三-三Aj!<•西些

———，KI.-•--（HL--/jX

•二-二-二-1♦-l-三♦—比-二-1-二

A.红光B.黄光C.蓝光D.紫光

能力提升练

一、选择题

1.（2020浙江杭州二中高三下模拟，*D以往，已知材料的折射率都为正值（〃>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（水0）,称为负

折射率材料。位于空气中的这类材料,入射角/与折射角r依然满足汹=〃,但是

sinr

折射线与入射线位于法线的同一侧（此时折射角取负值）。现空气中有一上下表

面平行的负折射率材料,一束电磁波从其上表面射入,从下表面射出。若该材料

对此电磁波的折射率/7=-1,正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是

（）

2.（2019江苏南通海门实验学校一模,*?）一个等腰直角三棱镜的截面如图所示，

一细束蓝光从/C面的〃点沿平行底面方向射入棱镜后,经面反射,再从BC

面的0点射出，且有尸0〃/庾图中未画光在棱镜内的光路）。如果将一细束绿光仍

从尸点沿平行底面/方方向射入三棱镜,则从欧面射出的光线（深度解析）

c

A.仍从0点射出，出射光线平行于AB

B.仍从0点射此出射光线不平行于AB

C.可能从。'点射出，出射光线平行于AB

D.可能从Q"点射出，出射光线平行于AB

3.（2020山东潍坊高三下三模，清）两束相同频率的平行光线4、&由真空射向

某种介质，入射角为53。，G和G为入射点。已知在真空中两光线4、4之间的

距离为0.6m,在介质中两折射光线身、区之间的距离为0.8mo则这种介质的

折射率是（）

4.（2020山东日照一中高三上期中，界）如图所示是一个透明圆柱的横截面，其半

径为R,折射率是北,45是该截面上的一条直径。今有一束平行光沿平行4?方向

射向圆柱体,入射光线经折射后恰经过夕点,则这条入射光线到［夕的距离是

()

A亭B苧

5.（2020辽宁省协作校高二下期中，"）（多选）现有由同一种材料制成的一个透

明工艺品，其切面形状如图所示。其中,顶部A为矩形，宽。归L,长C2d,底部B

为等边三角形。现让一束单色光从〃部分表面/阳边的中点。处沿竖直方向射入,

光线进入B后,发现折射光线恰好与6部分的4,平行且经过MM\最后从A部分

的切边上某点。处射出。光在真空中的传播速度为c。则（）

A.光在工艺品中传播的速度为*

B.光在工艺品中传播的速度为日。

C.光在工艺品中传播的时间为当以

2c

D.光在工艺品中传播的时间为幺誓

6.（2021山东高三上统考，*）（多选）如图所示，仍切为半圆柱体玻璃砖的横截

面，切为直径,一束由紫光和红光组成的复色光沿4。方向从真空射入玻璃,分成

OB、宓两束光，则（）

A.光束如是红光

B.紫光在真空中的波长比红光在真空中的波长小

C.紫光在玻璃中的频率比红光在玻璃中的频率小

D.两束光分别在四、%段传播时所用的时间相等

二、非选择题

7.(2020四川泸州一模,*?)如图所示,截面半径为发的四分之一圆柱形玻璃砖平

放在水平木板上,一束光从力点沿平行于木板方向射入玻璃砖,经玻璃砖折射后

射到水平木板上的尸点。已知［点到圆心。点的距离x*R,玻璃砖对该光束的

折射率为F遮光在真空中的传播速度为c,不考虑光在玻璃界面处的反射。求:

(1)光线射出玻璃砖时的折射角；

(2)光线从4点射入玻璃砖后,到达木板上少点所用的时间。

8.（2019山东潍坊一中高三上期末,*?）如图a所示,一个储油桶的底面半径与高

均为比当桶内没有油时，从某点/恰能看到桶底边缘的〃点。如图b所示，当桶

内油的深度等于桶高的一半时，仍沿49方向看去，恰能看到桶底上的。点，。、B

两点相距枭光在真空中的传播速度为以求：

.4

.一节[T

BBC

nh

⑴油的折射率；

⑵光在油中传播的速度。

9.（2020安徽阜阳临泉二中高三上期末,*）边长为d的正方体透明介质置于真

空中，其横截面力题如图所示。有两束平行光I、II分别从上表面的力点和AB

的中点沿与水平面成30°角方向同时斜射入介质中，两种光在界面上折射后恰好

相交于正方体底面的。点处。已知真空中的光速为c,求：

⑴介质对光I、n的折射率；

⑵光I、n到达。点的时间差。

10.（2020河北邯郸曲周一中高三月考,*，）如图所示，截面半径为〃的半圆柱形

玻璃砖,其中AB_LOQ,P为。。上一点，。氏8/匕从2点和。点分别发射出两束不同

的光线刃/和QN,经玻璃砖折射后均与。。平行射出，已知玻璃砖对光线的折射

率为*PMQV照到玻璃半圆面上的入射角不同，光线刃/以60°入射角进入玻璃,

光线QV以53°入射角进入玻璃，已知sin53°=0.8,求：

(1)玻璃成对掰光线的折射率;

(2)两条出射光线间的距离。

答案全解全析

基础过关练

1.C光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生变化,当垂直入射时，传播方向不改变,A错误;当

光从空气斜射入其他介质时,折射角小于入射角,B错误;根据咋工,可知光从空气进入其他介质时,速度要减

n

小,C正确;光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生变化,这是光的折射现象,光在同一均匀介质

中传播方向发生改变的现象是反射,故D错误。

2.ABD由于反射角等于入射角，反射光线、入射光线关于法线对称，所以aO、仍可能是入射光线和反射光

线，图是法线。又因为折射光线与入射光线分别位于法线两侧，所以必是入射光线，。。是反射光线，0c是折

射光线，故A、B、D正确,C错误。

3.AB折射率是一个表明介质的光学特性的物理量，由介质本身决定，与入射角、折射角无关，故A、B说法

错误,C说法正确；由于真空中光速是一个定值，由上£可知丫与〃成反比，故D说法正确。

V

4.C光从折射率大的介质射向折射率小的介质时,折射角大于入射角，选项A错误;折射率的大小是由介质

本身决定的,与折射角的正弦值无关,选项B错误;根据片£可知,折射率大的介质，光在其中的传播速度小，

n

选项C正确;根据小粤可知,折射角增大为原来的2倍,入射角一定不是原来的2倍,选项D错误。

sm02

5.C由题图可知，光线的入射角为30°,折射角为90°-30°=60°,知光线从介质进入真空，故A错误;根

据折射定律得介质的折射率樗器=百,故B错误,C正确;反射角等于入射角，则反射光线与界面的夹角为

60°,故反射光线与折射光线的夹角为90°,D错误。

6.B由于内侧面与外侧面平行,每个侧面相当于一个平行玻璃砖,穿过平行玻璃砖后光线与入射光线平行，

但会发生侧移,B正确,A、C、D错误。

7.B由于沿方向光的折射角小于沿47方向光的折射角，故折射率〃仞由T可知VAD<VAC,又知XAD>XAC,

n

由片土可知tAIh故B正确。

V

8.C由题意可知，光从棱镜射向空气中时•，入射角，尸30°,折射角&二60°,则棱镜的折射率/尸吟百，

选C。

9.CD由题图可知，介质/、〃相比较,介质〃、力相比较，加根据光路的可逆性，光从介质〃射向

介质/与从介质〃射向介质〃相比较,入射角相等，由折射角可判断则有故A、B错误,C正

确。介质〃的折射率最小,根据Y可知,光在介质〃中传播速度最大,故D正确。

10.答案⑴遮⑵鬻

解析(1)画出光路图，由几何关系可得。=30°,£=60°

根据折射定律可得止罂=8

(2)由几何关系可得光在棱镜中传播的距离为

K+依=1.25/

光在棱镜中的传播速度为v=-c_gc

nT

故传播时间为等筌

V6

11.答案⑴图见解析⑵旧1.7X108m/s(3)arcsin

T

(4)不变化，理由见解析

解析(1)由题意知,入射角。尸60°,则反射角£二60°,折射角g=180°-60°-90。=30°,故折射光路图

如图所示。

⑵玻璃的折射率

sinGi_sin60°_叵

丁sin。？sin30°

根据.得3=智

m/s^l.7X10sm/so

⑶根据炉瑞得sin

n

将sin。尸sin45°邛及g/5代入上式，可求得sin夕

2.6

解得。2二arcsin

6

(4)折射率反映介质的光学特性,其大小由介质本身决定，而跟入射角的大小无关。

12.B军事设施内的人从内壁左侧能最大范围观察右边的目标，光路如图所示。由几何关系有sin

厂解得尸30、根据折射定律有型工〃,解得7-45°,则最大张角为。=2/=90。，故A、C、D错误,B

JoW2sinr

^27+d2

正确。

13.BD鱼反射的光在水面处发生折射进入人眼,因入射角小于折射角，则人逆着光线看去将看到鱼的虚像,

且位置比实际位置浅了些,A错误,B正确；人反射的光在水面处发生折射进入鱼眼,因入射角大于折射角，则

鱼逆着光线看去将看到人的虚像，且位置比实际位置要高,C错误,D正确。

14.1)光线从水中射向空气发生折射时,折射角大于入射角，所以水面上方的人看水中的灯觉得其位置变浅。

水对紫光的折射率最大,入射角相同时，紫光的折射角最大，水面上方的人感觉紫光灯离水面最近,故选Do

能力提升练

1.B由题中信息“折射线与入射线位于法线的同一侧”可知，无论是电磁波从空气射入介质，还是从介质

射入空气，都要符合此规律，故A、D错误;折射率为T,由折射定律可知，同侧的折射角等于入射角，故B正

确,C错误。

2.D由于蓝光的折射率较大,在/C面上偏折得更厉害,绿光的折射率较小,在4C面上偏折的角度较小,则

绿光在灰■面上的出射点偏下，所以可能从。〃点射出。根据几何关系得光在比'面上的入射角和在4C面上

的折射角相等,根据折射定律及光路的可逆性,知出射光线仍然与平行。

方法技巧

解决光的折射问题的方法

(1)根据题意和折射定律、反射定律画出正确的光路图。

(2)利用几何关系确定光路中的边、角关系，要注意入射角、反射角、折射角均是与法线的夹角。

(3)利用折射定律、折射率公式求解相关量。

解题时要注意在光的反射和折射现象中光路都是可逆的，利用光路的“可逆性”可辅助作光路图、分

析几何关系。

3.A设光线的入射角为。，折射角为£,GG=£,由题知«=53°,则cos"*等,cos£=管等,由光

的折射定律可知瑞二〃,联立解得舄，故选A。

4.C设光线在。点折射后经过6点，作出光路图如图所示，由几何关系得。=2£;根据折射定律有

炉警=遮,解得。=60°,£=30。，所以有CARsin60°与,C正确。

smp2

5.AC光路图如图所示，由几何关系知,光进入6部分的入射角为。=60°,折射角为万=30°,则工艺品的

折射率为/尸器鬻;二次,光在工艺品中传播的速度为.，代入数据可得芳c,故A正确,B错误；由几何

关系得光在工艺品中传播的路程+9则光在工艺品中传播的时间色譬,故C正确,D错误。

cos302v2c

6.BD由于在玻璃中切光的偏折程度比％光的大,所以阳光的折射率大,可知光束烟是紫光,如是红光,

故A错误。由于紫光的频率比红光的大，由广可知紫光在真空中的波长比红光在真空中的波长小,故B

正确。紫光在真空中的频率比红光在真空中的频率大,光束在真空中与在玻璃中频率相同，则紫光在玻璃中

的频率比红光在玻璃中的频率大,故C错误。光路图如图中实线所示：

设任一光线的入射角为/,折射角为耳在玻璃中传播的路程是s,半圆柱横截面半径为几光在玻璃中

的传播速度为片;,由几何知识得s=2ffcos（90°-r）=27?sinr,则光在玻璃中传播时间为

得嘤J等；由折射定律得〃sinLsin，，则广等;由题图知,紫光和红光的入射角f相同,■/?、C为

n

定值,所以两束光分别在0B、勿段传播时所用的时间相等,故D正确。

7.答案⑴60。(2)§

解析（D作出光路图如图所示,设入射角为1,折射角为r,则

sini_l

sinrn

工R1

又有sini7--

KL

代入数据可得z=60°

⑵由几何关系可得光在玻璃砖内传播的距离X尸焉和

光在玻璃砖内的传播速度可

则光在玻璃砖内的运动时间”者?噂