《光的折射》测试题

《光的折射》测试题

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．现有由同一种材料制成的一个透明工艺品，其切面形状图如图所示。其中，顶部A为矩形形状，高CM=L，边长CD=d，底部B为等边三角形。现让一束单色光线从B部分MH 边的中点O1表面处沿竖直方向射入，光线进入B后发现折射光线恰好与B部分的HM′平行且经过MM′，最后从A部分的CD边上某点O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

3 3 c

B．光在工艺品中传播的速度3 c

C．光在工艺品中传播的时间43 L d

+

D．光在工艺品中传播的时间23 L d

+

3．如图所示，光在真空和介质的界面MN上发生偏折，那么下列说法正确的是()

A．光是从真空射向介质

B．介质的折射率为1.73

C．光在介质中的传播速度为1.73×108 m/s

D．反射光线与折射光线成90°角

E.当入射角增大10°，则折射角也将增大10°

4．图甲为某同学利用半圆形玻璃砖测定玻璃折射率n的装置示意图，AO、DO分别表示某

次测量时，光线在空气和玻璃中的传播路径。在正确操作后，他利用测出的数据作出了图乙所示的折射角正弦值（sin r）与入射角正弦值（sin i）的关系图象。则下列说法正确的是（）

A．光由D经O到A

B．该玻璃砖的折射率 1.5

n

C．若由空气进入该玻璃砖中，光的频率变为原来的2 3

D．若由空气进入该玻璃砖中，光的波长变为原来的2 3

E.若以60°角由空气进入该玻璃砖中，光的折射角的正弦值为

3

5．某同学用插针法测量平行玻璃砖折射率的实验图景如图所示。他按正确的方法插了大头针a、b、c、d。则下列说法中正确的是（）

A．实验中，入射角应适当大些

B．该同学在插大头针d时，使d挡住a、b的像和c

C．若入射角太大，光会在玻璃砖内表面发生全反射

D．该实验方法只能测量平行玻璃砖的折射率

6．一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

7．如图所示，插针法“测定平行玻璃砖折射率”的实验中，P1、P2、P3、P4为所插的针，θ1为入射角，θ2为折射角．下列说法正确的是（）

A．θ1过小会导致θ2不易准确测量

B．θ1过大会导致P1、P2的像模糊

C．P1与P2，P3与P4间的距离适当小些

D．P3、P4的连线与P1、P2的连线不一定平行

8．下列说法中正确的是

A．图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度

B．图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从bb′面射出

C．图丙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间的距离L，两相邻亮条纹间距离将减小D．图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的

9．有一束单色光从介质A射入介质B，再由介质B射入介质C，如图所示。根据图中所给

的情况判断，下列说法正确的是（）

A．介质B的折射率最大

B．介质C的折射率最大

C．光在介质B中的速度最大

D．光在介质C中的速度最大

10．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

11．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

12．如图所示中分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则()．

A ．2与1的波长、频率相等，波速不等

B ．2与1的波速、频率相等，波长不等

C ．3与1的波速、频率、波长均相等

D ．3与1的频率相等，波速、波长均不等

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，60M ∠=?，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 2

B ．1.5

C 3

D ．2

15．一束红光和一束紫光以适当的角度射向玻璃砖，玻璃砖为半圆形，如图所示，红光与紫光出射光线都由圆心O 点沿OC 方向射出，则( )

A ．AO 是红光，它穿过玻璃砖所用的时间最少

B ．AO 是紫光，它穿过玻璃砖所用的时间最长

C ．AO 是红光，它穿过玻璃砖所用的时间最长

D ．AO 是紫光，它穿过玻璃砖所用的时间最少

16．如图所示，由红、绿两单色光组成的光束以入射角θ由空气射到半圆形玻璃砖表面的A 处，AD 是半圆的直径。进入玻璃后分为两束，分别为AB 、AC ，它们从A 到B 和从A 到C 的时间分别为t 1和t 2，则（ ）

A ．A

B 是绿光，t 1t 2

C ．AC 是红光，t 1>t 2

D ．AC 是红光，t 1＝t 2

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，单色光束从某点以入射角i 射入一厚度为d 的平行玻璃砖中，在入射点同时发生反射和折射，折射光线经过玻璃砖后在下表面同样发生反射和折射，且反射光线与上表面的交点到上表面的入射点间的距离为l 。已知光在真空中的传播速度为c 。则平行玻璃砖的折射率为（ ）

A 224l d +i

B 224l d +in i

C 224l d +i

D 224l d +i 19．一束单色光由空气进入水中，则该光在空气和水中传播时 A ．速度相同，波长相同

B ．速度不同，波长相同

C ．速度相同，频率相同

D ．速度不同，频率相同

20．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(O 1点在分界面上，图中O 1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AO 1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AO 1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

【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2

2

sinC R h

=+，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．AC 【解析】 【分析】 【详解】

AB ．光路图如图所示。

根据题图知，光进入介质B 的入射角为 α=60°，折射角为 β=30° 则工艺品的折射率为

sin sin603sin sin30n αβ?

=

==?

光在工艺品中传播的速度为

c v n =

代入数据可得

3v =

则A 正确，B 错误；

CD ．由几何关系得光在工艺品中传播的路程

cos302

L d

s =

+? 则光在工艺品中传播的时间

432s L d

t v c

+=

=

选项C 正确，D 错误。 故选AC 。 3．BCD 【解析】 【详解】

A ．光线的入射角为i =30°，折射角为r =60°，则知光线从介质进入真空。故A 错误。

B ．根据折射定律得，

603 1.7330sinr sin n sini sin ?=

==≈?

故B 正确。

C ．光在介质中的传播速度

881.7310m/s 3

c v n ==≈?

故C 正确。

D ．反射角等于入射角，则反射角i ′=i =30°，根据几何关系得反射光线与折射光线的夹角为

90°．故D 正确。

E ．因为入射角小于折射角，则当入射角增大10°，则折射角将增大大于10°，选项E 错误。 4．BDE 【解析】 【分析】 【详解】 AB ．由折射定律

sin sin i

n r

=

可知sin r -sin i 图象的斜率的倒数表示折射率，所以n =1.5>1，说明实验时光由A 经过O 到D ，故A 错误，B 正确；

CD ．在由空气进入该玻璃砖时，光的频率不变，光的波长变为原来的2

3

，故C 错误，D 正确；

E ．以入射角i =60°由空气进入该玻璃砖时，由折射定律

sin sin i

n r

=

其折射角的正弦值为

12sin sin 323

r i n =

=?=

故E 正确。 故选BDE 。 5．AB 【解析】 【分析】 【详解】

A ．为了减小角度测量的相对误差，入射角应适当大一些．但不能太大，否则出射光线太弱，A 正确；

B ．该同学在插大头针d 时，使d 挡住a 、b 的像和c ，由此确定出射光线的方向，B 正确；

C ．由几何知识可知，光线在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，折射光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射，C 错误；

D ．该实验方法的原理是折射定律，也能用来测量其他透明介质的折射率，D 错误。 故选AB 。 6．BC

E 【解析】 【详解】

由题图可知折射角r1＜r2，E正确；根据n＝sini

sinr

，有n1＞n2，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21

v 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．

7．AB

【解析】

【分析】

【详解】

A.入射角θ1过小，进入玻璃时折射角θ2更小，不易准确测量，故A正确；

B．θ1过大会导致进入玻璃的折射光过弱，P1、P2的像模糊，故B正确；

C. P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些，引起的角度的相对误差较小，可提高精度．故C错误；

D. 根据光路可逆性原理可知，P3、P4的连线与P1、P2的连线一定平行，故D错误；

故选AB.

8．AC

【解析】

【分析】

考查光的折射、反射、干涉。

【详解】

A．由折射率和光的传播速度之间的关系

c

n

v

=可知，折射率越大，传播速度越小，从图

中可以看出，b光线在水中偏折更大，即b的折射率大于a的折射率，则a在水中的传播速度大于b的传播速度，A正确；

B．当入射角i逐渐增大，折射角逐渐增大，由于折射角小于入射角，不论入射角如何增大，玻璃砖中的光线不会消失，所以一定有光线从面射出，B错误；

C．根据双缝干涉相邻两亮条纹的间距x?与双缝间距离d及光的波长λ的关系式L

x

d λ

?=可知，只减小屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距离x

?将减小，C正确；

D．因为不知道被测样表的放置方向，故不能判断此处是凸起的，D错误。故选AC。9．BC

【解析】

【分析】

【详解】

AB．由

sin

sin

i

n

r

=可知，光线由介质A进入介质B时，根据光路图可知，A的折射率大于B

的折射率；光由介质B进入介质C时，根据光路图可知，B的折射率小于C的折射率，所以介质B的折射率最小；由光路的可逆性可知，光由B进入A时，如果入射角为60?，则折射角为45?；而光由B进入C时，入射角为60?，折射角为30?，由此比较可知，介质C 的折射率最大；A错误，B正确；

BC．根据

c

n

v

=，得

c

v

n

=，则介质的折射率越大，光在该种介质中传播速度越小。B介质

的折射率最小，则光在B介质中传播速度最大；C介质折射率最大，则光在C介质中传播速度最小，故C正确，D错误。

故选BC。

10．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．

11．A

【解析】

【分析】

【详解】

由图看出，a光通过三棱镜后偏折角较大，根据折射定律得知三棱镜对a光的折射率大于b

光折射率，若a为蓝光，b可能为红光．故A正确，D错误．由

c

v

n

=，知a光的折射率大

于b光折射率，则在该三棱镜中a色光的传播速率比b光的传播速率小，故B错误．由临

界角公式

1

sinC

n

=分析知从棱镜射向空气中a色光的临界角比b色光的临界角小，故C

错误．故选A.

【点睛】

本题是光的色散问题，考查光的折射定律的应用问题；要知道在七种色光中，紫光的折射

率是最大的，在同样条件下，其偏折角最大．在介质中传播速度最小，临界角最小；可结合光的色散实验结果进行记忆；

12．D

【解析】

【分析】

【详解】

入射角大于折射角，可见介质1为光疏介质，介质2为光密介质，由

c

n

v

=，v f

λ

=，可知，3与1的频率相等，波速、波长均不等，2与1的波长、频率相等，波速相等，故D 正确ABC错误。

故选D。

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．A 【解析】 【分析】 【详解】

由图看出两光束的折射角相同，因红光的折射率较小，由折射定律

1sin sin i n r

= 故红光的入射角应大于紫光的入射角，故AO 为红光；由

c v n

=

知，红光在玻璃砖中传播较大，而在玻璃中两光的光程相等，故红光穿过玻璃砖所需时间短．故选A ． 16．D 【解析】

【分析】 【详解】

从图中可以看出玻璃砖对沿AB 传播的光的偏折大于沿AC 的光，故对沿AB 传播的光的折射率较大，故沿AB 传播的光为频率较大的光即绿光，沿AC 传播的光为频率较小的光即红光。由几何关系可得

2sin R t c

θ

=

时间只与入射角和圆半径有关，所以他们从A 到B 和从A 到C 所需时间相同，故ABC 错误，D 正确。 故选D 。 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．B 【解析】 【分析】 【详解】

设光从O 点射入，反射光交于A 点，由题意画出光路图如图所示

设折射角为r ，平行玻璃砖的折射率为n ，由折射定律有

sin sin i

n r

= 根据几何关系有

2tan l d r =

所以解得

22

4sin l d n i l

+=

B 项正确，ACD 错误。 故选B 。 19．D 【解析】 【分析】 【详解】

不同的单色光频率不相同，同一单色光在不同的介质内传播过程中，光的频率不会发生改变；由公式c

v n

=可以判断，水的折射率大于空气的，所以该单色光进入水中后传播速度减小．

A ．速度相同，波长相同，与结论不相符，选项A 错误；

B ．速度不同，波长相同，与结论不相符，选项B 错误；

C ．速度相同，频率相同，与结论不相符，选项C 错误；

D ．速度不同，频率相同，与结论相符，选项D 正确； 故选D ．

【学科网考点定位】光的传播、光速、波长与频率的关系 【方法技巧】

本题分析时要抓住光在不同介质中传播频率不变这个特征，应用公式c

v n

=公式分析光进入不同介质中的传播速度． 20．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AO1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。