辽宁省凌源市第三中学 《光的折射》单元测试题含答案

辽宁省凌源市第三中学《光的折射》单元测试题含答案

一、光的折射选择题

1．公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯,在晚上观察不同颜色彩灯的深度和水面上被照亮的面积,下列说法正确的是( )

A．红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较小

B．红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较小

C．红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较大

D．红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较大

2．一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示．设a、b在玻璃中的折射角分别为r1和r2，玻璃对a、b的折射率分别为n1和n2，a、b 在玻璃中的传播速度分别为v1和v2，则( )

A．n2＞n1

B．n2＜n1

C．v2＞v1

D．v2＜v1

E.r1＜r2

3．如图所示，两束平行的黄光射向截面ABC为正三角形的玻璃三棱镜，已知该三棱镜对该黄光的折射率为2，入射光与AB界面夹角为45°，光经三棱镜后到达与BC界面平行的光屏PQ上，下列说法中正确的是________。

A．两束黄光从BC边射出后仍是平行的

B．黄光经三棱镜折射后偏向角为30°

C．改用红光以相同的角度入射，出射光束仍然平行，但其偏向角大些

D．改用绿光以相同的角度入射，出射光束仍然平行，但其偏向角大些

E.若让入射角增大，则出射光束不平行

4．如图所示，O1O2是半圆形玻璃砖过圆心的法线，a、b是关于O1O2对称的两束平行单色光束，两光束从玻璃砖右方射出后的光路如图所示，则下列说法正确的是()

A．该玻璃砖对a光的折射率比对b光的折射率小

B．有可能a是绿光，b是红光

C．两光束从空气进入玻璃的过程中各自的频率均不变

D．在真空中，a光的波长比b光的波长长

5．如图，在水中有一厚度不计的薄玻璃片制成的中空三棱镜，里面是空气，一束光A从棱镜的左边射入，从棱镜的右边射出时发生了色散，射出的可见光分布在a点和b点之间，则错误的是（）

A．从a点射出的是红光，从b点射出的是紫光

B．从a点射出的是紫光，从b点射出的是红光

C．从a点和b点射出的都是红光，从ab中点射出的是紫光

D．光在ab面上可能发生全反射

6．2019年1月31日，天空中上演了一场万众瞩目、被称为“超级满月、蓝月亮、红月亮”的月全食大戏，这次月全食历时近5小时．最精彩之处是在发生月全食阶段月亮呈现红色，下列有关月食的说法，其中正确的是______．

A．当地球处于太阳和月亮中间时才会出现月食现象

B．当月亮处于太附和地球中间时才会出现月食现象

C．月食可能是太阳光经月亮反射到地球大气层时发生全反射形成的

D．出现月食现象，是因为月亮处于地球的“影子”中

E.“红月亮”是太阳光中的红光经地球大气层折射到月球时形成的

7．如图所示，两单色光a、b分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射光合成一束复色光P，已知单色光a、b与法线间的夹角分别为45°和30°，则a光与b光（）

A2

B．在玻璃砖中的传播时间之比为2

C2

D．由该玻璃砖射向真空时临界角之比为2:1

8．如图所示，实线为空气和水的分界面，一束绿光从水中的A点沿AO，方向(O1点在分界面上，图中O1点和入射光线都未画出）射向空气中，折射后通过空气中的B点（图中折射光线也未画出）。图中O点为A、B连线与分界面的交点。下列说法正确的是

A．Q点在O点的左侧

B．绿光从水中射入空气中时，速度变小

C．若绿光沿AO方向射向空气中，则折射光线有可能通过B点正下方的C点

D．若沿AO1方向射向空气中的是一束紫光，则折射光线也有可能通过B点

E. 若沿AO1方向射向空气中的是一束红光，则折射光线有可能通过B点正上方的D点9．如图所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单光色，取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是（）

A．a光的频率最低

B．在真空中b光的波长最长

C．玻璃对c光的折射率最大

D．在三棱镜中c光传播速度最大

10．两束同色细平行光相距为d，从空气中互相平行地斜射到梯形玻璃砖的上表面，如图所示，当它们从玻璃砖的下表面垂直射出后，有（）

A．两束光平行，距离为d

B．两束光平行，距离大于d

C．两束光平行，距离小于d

D．两束光不平行，两射出点的距离为d

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

A．

sin

2

sin

2

a

a

θ

+

B．

sin

2

sin

2

aθ

θ

+

C．

sin

sin()

2

a

θ

θ-D．

sin

sin()

2

a

a

θ-

12．如图所示,玻璃棱镜的截面为等腰三角形,顶角a为30°．一束光线垂直于ab面射入棱镜,又从ac面射出．出射光线与入射光线之间的夹角为30°，则此棱镜材料的折射率是()

A．

3

3

B．3C．

3

2

D．

23

3

13．人的眼球可简化为如图所示的模型。折射率相同、半径不同的两个球体共轴。平行光束宽度为D，对称地沿轴线方向射入半径为R的小球，会聚在轴线上的P点。取球体的折射率为2，且D=2R。则光线的会聚角α为（）

A．30°B．45°C．60°D．75°

14．如图，一横截面为直角三角形MNP的玻璃棱镜，60

M

∠=?，此截面内，一束平行光以60?入射角射到MN边上，经折射后由MP边射出，出射光束与NP边平行，则该棱镜的折射率为（）

A．2B．1.5 C．3D．2

15．如图所示，两束单色光a、b从水下射向A点后，光线经折射合成一束光c进入空气，则下列说法中错误的是（）

A．在水中a光的临界角比b光的临界角大

B．在水中a光的速度比b光的速度大

C．a光的频率比b光的频率大

D．b光的折射率比a光的折射率大

16．已知一束可见光a是由m、n、p三种单色光组成的，检测发现三种单色光中，n、p 两种色光的频率都大于m色光；n色光能使某金属发生光电效应，而p色光不能使该金属发生光电效应．那么，光束a通过三棱镜的情况是（）

A．

B．

C．

D．

17．如图所示，abc是一块用折射率n=2的玻璃制成的透明体的横截面，ab是半径为R的圆弧，ac边垂直于bc边，∠aOc=60°。当一束平行光垂直照到ac上时，ab的外表面只有一部分有光线穿出，则穿出光线部分的弧长为（）

A ．

12

πR

B ．

6

R

π C ．

4

R

π D ．

3

R

π 18．如图所示，实线为空气和水的分界面，一束绿光从水中的A 点沿AO 1方向（O 1点在分界面上，图中未画出）射向空气，折射后通过空气中的B 点，图中O 点为A 、B 连线与分界面的交点．下列说法正确的是（ ）

A ．O 1点在O 点的右侧

B ．绿光从水中射入空气中时波长不变

C ．若沿AO 1方向射出的一束蓝光，则折射光线有可能通过B 点正上方的C 点

D ．若增大入射角，可能在空气中的任何位置都看不到此绿光

19．一束单色光由某种介质射向真空时的光路如图所示，I 和II 为相互垂直的平面，AO 、BO 、CO 均为光线，各光线与I 的夹角满足αγ==60°，β=45°，光在真空中的传播速度为

c ，下列说法正确的是（ ）

A ．法线所在平面为I

B ．入射光线为BO

C ．该种介质的折射率62

n =

D ．光在该介质中的传播速度22

v c =

20．如图所示，两块相同的玻璃等腰三棱镜ABC 和A ’B ’C ’置于空气中，AC//A ’C ’.由红光和蓝光组成的细光束平行于BC 面从P 点射入，通过两棱镜后，从a 、b 两点射出.对于从a 、b 射出的这两束光，下列说法正确的是( )

A ．从a 点射出的为蓝光，从b 点射出的为红光

B ．从a 、b 两点射出的两束光不平行

C ．从a 、b 两点射出的两束光仍平行，且平行于BC

D ．在玻璃中从a 点射出的光的传播速度比从b 点射出的光的传播速度大

【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除

一、光的折射 选择题 1．D 【解析】

试题分析：红灯看起来较深，因为水对红光的折射率小于对绿光的折射率，根据视深与实深的关系式h h n

=

实视，折射率越小，看起来较深．由1

sinC n

=

又由题意知，点光源照亮的水面边缘光线刚好发生全反射，由几何知识得

sinC =，折射率越小，半径越

大，

点光源照亮的水面面积为2S R π=，故红灯照亮的水面面积较大， 故选D

考点：考查了折射定律的应用

点评：题关键要知道水面边缘光线刚好发生全反射，由折射定律和几何知识结合，就能轻松解答． 2．BCE 【解析】 【详解】

由题图可知折射角r 1＜r 2，E 正确；根据n ＝sini

sinr

，有n 1＞n 2，故选项A 错误，B 正确；根据n ＝

c

v

，得a 光在玻璃中的传播速度小于b 在玻璃中的传播速度，即21v v ＞，故选项C 正确，选项D 错误；故选BCE ． 【点睛】

几何光学问题中涉及折射率的两个公式n=

sini sinr 和v=c

v

常常结合使用，是一个基础题，不应出错；记住偏折程度越大的光线折射率越大． 3．ABD 【解析】 【详解】

AB.如图所示，由折射率公式

sin sin i

n r

=

， 可知

r =30°，

由几何关系可知折射光在三棱镜内平行于底边AC，由对称性可知其在BC边射出时的出射角也为i=45°，因此光束的偏向角为30°，且两束光平行，故A正确，B正确；

CD.由于同种材料对不同的色光的折射率不同，相对于黄光而言红光的折射率小，绿光的折射率较大，因此折射后绿光的偏向角大些，红光的偏向角小些，故C错误，D正确；

E.若让入射角增大，则折射角按一定的比例增大，出射光束仍然平行，故E错误。

故选：ABD。

4．ACD

【解析】

【详解】

A.由图可知，b光偏离原来的传播方向较多，玻璃对b光的折射率大，故A正确；

B.b光折射率大，频率高，故B错误；

C.光在不同介质中传播，频率不变，故C正确；

D.根据波速c=λν，b光频率高，波长短，故D正确；

5．ACD

【解析】

ABC、作出射到a点和b点的光路图如下

由图看出射到a点的折射角比较大，而入射角相同，由

sini

n

sinr

，知a光的折射率较大，

故从a点射出的是紫光，从b点射出的是红光，故AC错误，B正确；

D、根据光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于临界角时，才能发生光的全反射，光在ab面上，光从空气进入水中，不满足产生的条件，因此不可能发生全反射，故D错误；

错误的故选ACD．

【点睛】红光的折射率比紫光小．做出光路图，根据折射角大小和折射定律比较折射率大小进而得到是红光还是紫光；光从空气进入水时，不会产生光的全反射现象，从而即可求解．

6．ADE

【解析】

【分析】

考查光的传播，光的折射。 【详解】

当太阳、地球、月球在同一直线上，地球位于太阳与月球之间时，太阳发出的沿直线传播的光被不透明的地球完全挡住，光线照不到月球上，月亮处于地球的“影子”中,在地球上完全看不到月球的现象就是月全食。看到整个月亮是暗红的，是因为太阳光中的红光经地球大气层折射到月球；选项ADE 正确，BC 错误。 故选ADE. 7．BCD 【解析】 【分析】 【详解】

A ．假设两单色光a 、b 折射角为θ，则a 光折射率为

a sin sin 45n θ

=

?

则b 光折射率为

b sin sin 30n θ

=

?

解得

a b :sin30:sin 45n n =??=故A 错误； B ．根据

c v n

=

x xn t v c

=

= 由于路程和光速一样，可得

a b a b ::t t n n ==故B 正确； C ．根据

c v n

=

v c f fn

λ=

= 从一种介质进入另一种介质的波，频率不变，光速一样，可得

a b b a ::n n λλ=

故C 正确； D ．临界角公式

1sin C n

=

可得

a b b a sin :sin :2:1C C n n ==

故D 正确。 故选BCD 。 8．ACE 【解析】 【详解】

当光由空气射入水中时入射角大于折射角，画出大致光路图如图所示，可见O 1点在O 点的左侧，故A 错误。

光在真空中速度最大，当绿光从水中射入空气中时，速度变大，故B 错误。若绿光沿AO 方向射向空气中，则折射光线有可能 通过B 点正下方的C 点，选项C 正确；若沿AO 1方向射向空气中的是一束紫光，因紫光的折射率大于绿光，可知则折射光线通过B 点下方，选项D 错误；若沿AO l 方向射向水中的是一束红光，水对红光的折射率小于绿光的折射率，根据折射定律可知，红光的偏折程度小于绿光的偏折程度，所以折射光线有可能通过B 点正上方的D 点，故E 正确。 9．AC 【解析】 【分析】 【详解】

AB ．由光路图可知，a 光的偏折程度最小，则a 光的折射率最小，a 光的频率最低，据

c

λυ

=知，a 光在真空中波长最长，故A 项正确，B 项错误；

CD ．由光路图可知，c 光的偏折程度最大，c 光的折射率最大；根据c

v n

=，c 光在棱镜中传播速度最小，故C 项正确，D 项错误。 10．B 【解析】 【分析】 【详解】

光线穿过玻璃砖，经过两次折射，根据光路的可逆性，射出的光线与射入的光线平行，所以两束光穿过玻璃砖后依旧平行，玻璃砖对两束光的折射率是相同的，由于玻璃砖是梯形的，由图象可知

MP NQ >

所以在玻璃砖内发生折射的两束光线中，a比b向左偏离程度更大，两光线远离，两者射出光线的距离变大，故

ACD错误，B正确。

故选B 。

11．A

【解析】

【分析】

【详解】

由于出射角i'和入射角i相等，根据对称性可知，在三棱镜中光线一定是水平的，根据几何关系可得，折射角为

2

α

；又由于出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ，则入射角i

可表示为+

22

αθ

，如图所示

因此折射率

+

sin

sin2

sin sin

22

i

n

αθ

αα

==

故选A。

12．B

【解析】

【分析】

【详解】

光路图如图所示：

根据几何关系得入射角30

i=，折射角303060

r=+=

由折射定律得

3

sin2

3

1

sin

2

r

n

i

===

故B正确；

故选B 。

点睛：由几何关系求出折射角和入射角,结合折射定律求出棱镜的折射率. 13．A

【解析】

【分析】

【详解】

设入射角为i，折射角为r，由几何关系得

2

2

sin

2

D

i

R

==

由折射定律有

sin

2

sin

i

n

r

==

由几何关系有

2

i r

α

=+

联立解得

α=30°

故A正确，BCD错误。

故选A。

14．C

【解析】

【分析】

【详解】

作出光路图如图所示

光线在NM 上折射时，由折射定律有

sin 60sin n θ

?

=

光线在MP 边上折射时，由折射定律有

sin sin r

n i

=

根据几何关系有

60i M θ?+=∠=，60r ?=

联立解得

3n =C 正确，ABD 错误。 故选C 。 15．C 【解析】 【分析】 【详解】

AD ．由图可知，单色光a 偏折程度小于b 的偏折程度，所以根据折射定律

sin sin r

n i =

可知，a 光的折射率小于b 光的折射率。由全反射临界角公式

1sin C n

=

可得，在水中a 光的临界角大于b 光的临界角，AD 选项不合题意，故AD 错误； B ．由

c v n

=

可知，在水中a 光的速度大于b 光的速度，B 选项不合题意，故B 错误；

C ．根据折射率定义即得光的频率与折射率的关系：频率越高的光，折射率越大。所以a 光的频率小于b 光的频率，C 选项符合题意，故C 正确。 故选C 。 16．A

【解析】

试题分析：由于n 色光能使某金属发生光电效应，而p 色光不能使该金属发生光电效应，故n 的频率大于p 的，三种色光之间的频率大小关系为：n p m f f f ＞＞，同一种介质对频率越大的单色光的折射率也越大，所以经棱镜后偏折角度也越大.，故BCD 错误，A 正确． 考点：光的折射定律；光电效应．

点评：要能够根据各种单色光的频率、折射率、波长等之间大小关系所遵循规律进行有关问题的解答． 17．B 【解析】 【分析】 【详解】

由题意作出光路图如下图所示

设光的临界角为C ，则有

11sin 2

C n =

= 解得

30C =?

如图，在

30α≥?

时，均发生全反射，图中d 点为入射角等于临界角的临界点，所以只有bd 部分有黄色光透射出，所以有黄色光射出部分的圆弧对对应的圆心角也是30，对应圆弧的长度为

3023606

R

l R ππ?=

?=? 故ACD 错误，B 正确。 故选B 。 18．D 【解析】 【分析】

光由水由射入空气时折射角大于入射角，据此大致画出光路图，确定O 1点与O 点的位置关系；水对蓝光的折射率大于绿光的折射率，则射出水的时的折射角较大据此判断折射光线有可能通过B 点上方还是下方． 【详解】

A 、光由水由射入空气时折射角大于入射角，光路图大致如下：

可以看出O 1点在O 点的左侧，故A 错误；

B 、绿光从水中射入空气中时传播速度增大，频率不变，由v f λ=，知波长变大，故B 错误；

C 、若沿AO 1方向射出一束蓝光，水对蓝光的折射率大于绿光的折射率，则射出水时的折射角较大，则蓝光的折射光线经过B 点下方，不可能经过B 点正上方的C ，故C 错误；

D 、光由光密介质（水）射入光疏介质（空气）时，当入射角增大到一定的值会发生全反射，则在空气中的任何位置都看不到绿光，故D 正确． 【点睛】

解决本题关键掌握光的反射定律、折射定律和全反射的条件，并能来用分析实际问题即可． 19．D 【解析】 【详解】

AB ．由反射定律和折射定律知，I 为界面，II 为法线，CO 为入射光线，OA 为反射光线，OB 为折射光线，故AB 错误； C ．由折射率公式知，介质的折射率

sin 45

2sin 30

n =

=故C 错误； D ．由

2c

n v

=

=得

22

v c =

故D 正确。 故选D 。 20．CD 【解析】 【分析】

红光在玻璃中传播速度比蓝光大．根据光路可逆性原理，分析知道从a 、b 两点射出的单色光平行．红光的折射率小于蓝光的折射率，根据偏折角的大小判断知，从a 点射出的为红

光，从b点射出的为蓝光．

【详解】

A．红光的折射率小于蓝光的折射率，光线经过三棱镜ABC后红光的偏折角小于蓝光的偏折角，进入三棱镜CBA后，从a点射出的为红光，从b点射出的为蓝光；故A错误．BC．根据光路可逆性原理，分析可知：从a、b两点射出的单色光仍平行，而且平行于BC；故B错误，C正确．

D．从a点射出的为红光，红光在介质中传播的速度大于蓝光在介质中的传播速度；故D 正确．

故选CD．

【点睛】

本题运用光路可逆性原理分析出射光线与入射光线方向关系是关键．对于两种色光的折射率大小要牢固掌握．