(完整版)光的折射单元测试题

(完整版)光的折射单元测试题

一、光的折射选择题

1．物体放在凸透镜的主轴上，且物距大于焦距，用红、紫、白三种光照射物体，在镜另一侧的一个可动光屏上分别形成清晰的像，则下列说法中正确的是

A．红光照射成的像最大B．紫光照射成的像最大

C．白光照射成的像最大D．用白光照射成的像最清晰

2．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

3．如图所示，实线为空气和水的分界面，一束蓝光从空气中的A点沿AO1方向（O1点在分界面上，图中O1点和入射光线都未画出）射向水中，折射后通过水中的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．O1点在O点的右侧

B．蓝光从空气中射入水中时，速度变小

C．若沿AO1方向射向水中的是一束紫光，则折射光线有可能通过B点正下方的C点D．若蓝光沿AO方向射向水中，则折射光线有可能通过B点正上方的D点

4．某同学做测玻璃折射率实验时，在白纸上放好上、下表面平行的玻璃砖，玻璃砖厚度为L，如图示入射光线与折射光线（CD边出射光线未画出），若入射角i＝60°，测出折射角r ＝30°，光在真空中的光速为c，则（）

A．玻璃砖的折射率n3

B 23

L

C．光在玻璃中传播的时间为

2L

c

D．操作时误将玻璃砖向上平移一小段，则测得的折射率将偏小

5．关于折射率，下列说法中正确的是( )

A．根据1

2

sin

n

sin

θ

θ

=可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比

B．根据1

2

sin

n

sin

θ

θ

=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

c

n

v

=可知，介质的折射率与介质中的光速成反比

E.同一频率的光由第一种介质进入第二种介质时，折射率与波长成反比

6．下列说法正确的有（）

A．观察者接近恒定频率波源时，接收到波的频率变小

B．物体做受迫振动，当驱动力频率等于固有频率时，振幅最大

C．雨后美丽的彩虹是光的干涉现象

D．相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关

7．如图所示为一横截面为直角三角形ABC的玻璃棱镜，其中30

A?

∠=，D点在AC边上，A、D间距为L，23

AB L

=。一条光线平行于AB边从D点射入棱镜，光线垂直BC边射出，已知真空中的光速为c，则（）

A．玻璃对光线的折射率为3

B．光线在棱镜中传播的路程为3L

C．光线在棱镜中传播的时间为

53

2

L

c

D．光线在棱镜中传播的时间为

5

2

L

c

8．两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

9．如图所示，截面为等腰三角形的玻璃砖ABC置于水平地面上，一束单色光由地面上的E 点发出，射向AB边上的M点，BM=BE，经过玻璃砖折射后，从AC边上N点（图中未画出）射出，最后光斑落在地面上的F点，CF=BE，已知玻璃砖的顶角为α，两个底角为β，则以下说法中正确的是（）

A．玻璃砖的折射率为cos cos

α

β

B．玻璃砖的折射率为cos

2

sin

2

β

α

C．M、N两点一定位于同一水平线上

D．若只使入射光的波长增大，由AC面射出时的出射点在N点上方

10．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

11．如图所示为一横截面为直角三角形ABC的玻璃棱镜，其中∠A=30°，D点在AC边上，A、D间距为L，AB3。一条光线平行于AB边从D点射入棱镜，经AB边反射后垂直BC边射出，已知真空中的光速为c，则（）

A．玻璃对光线的折射率为3B．玻璃对光线的折射率为

23

C．光线在棱镜中传播的路程为2L D．光线在棱镜中传播的时间为5 2 L c

12．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°

13．如图所示，两块相同的玻璃等腰三棱镜ABC置于空气中，两者的AC面相互平行放置，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，变为从a、b两点射出的单色光，对于这两束单色光，下列说法错误的是（）

A．红光在玻璃中传播速度比蓝光大

B．从a、b两点射出的单色光不平行

C．从a点射出的为红光，从b点射出的为蓝光

D．从a、b两点射出的单色光仍平行，且平行于BC

14．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

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t1和t2，则（）

A．AB是绿光，t1t2

C．AC是红光，t1>t2D．AC是红光，t1＝t2

17．如图所示半圆形玻璃砖，圆心为 O，半径为 R．某单色光由空气从 OB 边界的中点 A垂直射入玻璃砖，并在圆弧边界 P 点发生折射，该折射光线的反向延长线刚好过B点．则（）

A．该玻璃对此单色光的折射率为1.5

B．光从 A 传到 P 的时间为（c为空气中的光速）

C．该玻璃对此单色光的临界角为45°

D．玻璃的临界角随入射光线位置变化而变化

18．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

19．以往，已知材料的折射率都为正值（n>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（n< 0），称为负折射率材料．位于空气中的这类材料，入射角i

与折射角r依然满足sin

sin

i

n

r

，但是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，下表面射出．若该材料对此电磁波的折射率n=?1，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是（）

A．A B．B C．C D．D

20．图示两条虚线之间为一光学元件所在处，AB为其主光轴，P是一点光源，其傍轴光线通过此光学元件成像于Q点。该光学元件可能是（）

A．薄凸透镜

B．薄凹透镜

C．凸球面镜

D．凹球面镜

【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除

一、光的折射选择题

1．A

【解析】

因红光的折射率最小，则经透镜折射后的焦距最长，即物体更靠近红光的焦点位置，则所成的像最大，故选项A正确，BC错误；因白光是复色光，各种颜色的光成像的位置不重合，则图像最不清晰，选项D错误；故选A.

2．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

λ

υ

=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。

3．BC

【解析】

【详解】

A.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 l点在O点的左侧．故A错误；

B.光在真空中速度最大，当蓝光从空气中射入水中时，速度变小，故B正确；

C.若沿AO l方向射向水中的是-束紫光，水对紫光的折射率大于蓝光的折射率，根据折射定律可知，紫光的偏折程度大于蓝光的偏折程度，所以折射光线有可能通过B点正下方的C 点，故C正确；

D .若蓝光沿AO 方向射向水中，由于折射角小于入射角，折射光线比入射光线更靠近法线，所以折射光线不可能通过B 点正上方的D 点，故D 错误。 4．AC 【解析】 【分析】 【详解】

A ．玻璃砖的折射率

sin sin 603sin sin 30i n r ?

=

==?

A 正确；

BC ．光在玻璃中传播的速度为

c v n

=

由几何知识可知光在玻璃中传播的路程为

cos L s r

=

则光在玻璃中传播的时间为

32cos cos30s nL L L

t v c r c c

=

===

??? B 错误C 正确； D ．如右图所示

实线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图，而虚线是未将玻璃砖向上平移时作图时所采用的光路图，通过比较发现，入射角和折射角没有变化，则由折射定律

sin sin i

n r

=

得知，测得的折射率将不变，D 错误。 故选AC 。 5．CDE 【解析】 【详解】

介质的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，故选项A 、B 错误，选项C 正确；由于真空中光速是一个定值，故n 与v 成反比，

这也说明折射率与光在该介质中的光速是有联系的，故选项D 正确；由v ＝λf ，当f 一定时，v 正比于λ，由于n 与v 成反比，故折射率与波长λ也成反比，故选项E 正确；故选CDE ． 6．BD 【解析】 【详解】

A ．当波源与观察者有相对运动时，如果二者相互接近，间距变小，观察者接收的频率增大，如果二者远离，间距变大，观察者接收的频率减小，故A 错误；

B ．做受迫振动的物体，当驱动力的频率等于物体固有频率时，物体振幅最大，产生共振现象，故B 正确；

C ．彩虹是太阳光经过空气中的小水珠，发生色散形成的，色散现象属于光的折射，故C 错误；

D ．相对论认为时间和空间与物质的运动状态是相联系的，与物体的运动状态有关，故D 正确。 【点睛】

考查受迫振动的共振条件，及相对论的内容，注意波在介质中传播时，频率是不变，但是观察者所接收的频率会随两者远离或靠近而变化，另外记忆一些常见的光的干涉现象的应用，注意干涉与折射色散的区别。 7．AC 【解析】 【分析】 【详解】 A ．光路如下图

因为光线垂直BC 边射出，有β=30°，光线在E 点发生反射，有α=30°，可知r =30°，光线平行于AB 边从D 点射入棱镜，入射角θ=60°，由折射定律有

sin 3sin θ

n r

=

=故A 正确；

B ．△ADE 为等腰三角形，由几何关系有

DE =AD =L ，2cos30EB AB L =-??

解得

3cos 2

L EF EB β=?=

光线在棱镜中传播的路程为

2.5s DE EF L =+=

故B 错误；

C D ．光线在棱镜中传播的速度

c v n

=

光线在棱镜中传播的时间为

53s L

t v =

=

故C 正确，D 错误。 故选AC 。 8．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 。 9．BCD 【解析】 【分析】 【详解】 光路图如图所示

AB ．由图可知

2θβ=

2r α=

入射角

2

i π

θ=

-

折射角为

2

r π

β=

-

根据折射定律

cos

sin 2sin sin 2

i n r β

α

=

=

故A 错误，B 正确；

C ．根据对称性，可知MN ∥EF ，故M 、N 两点一定位于同一水平线上。故C 正确；

D ．根据

c f λ=

当λ增加时，f 将减小，n 减小，所以折射角r 将增大。由AC 面射出时的出射点在N 点上方。故D 正确。 故选BCD 。 10．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 。 11．A 【解析】 【分析】 【详解】 AB ．光路如图所示

因为光线垂直BC 边射出，可知

β=30°

光线在E 点发生反射，根据光的反射定律有

α=30°

根据几何关系可知

r =30°

光线平行于AB 边从D 点射入棱镜，入射角

θ=60°

由折射定律有

sin sin θ

n r

=

=故A 正确，B 错误；

C ．△ADE 为等腰三角形，由几何关系有

DE =AD =L

又由于

2cos30EB AB L =-??

因此

cos 1.5EF EB βL =?=

光线在棱镜中传播的路程为

2.5s DE EF L =+=

C 错误；

D ．光线在棱镜中传播的速度

c v n

=

光线在棱镜中传播的时间为

s t v =

=

D 错误。 故选A 。 12．A 【解析】 【分析】 【详解】

设入射角为i ，折射角为r ，由几何关系得

2sin 2

D

i R ==

由折射定律有

sin 2sin 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 。 13．B 【解析】

由n=c/v ，红光的折射率较小，在玻璃中的传播速度较大，Ａ对；折射率越大偏折程度越大，可知ｂ点为蓝光，并且由光路图可知出射光线与入射光线平行，Ｂ错；CD 对； 14．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。

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】

作出光路图，结合几何关系求出入射角和折射角，根据折射定律求出玻璃对光的折射率，根据sinC=求出临界角．根据几何关系求出光在玻璃中传播的路程，通过v=求出光在玻璃中传播的速度，从而得出光从A到P的时间．

【详解】

A、作出光路图，如图所示，

根据几何关系知，入射角α=30°，折射角θ=60°，根据折射定律得：，故A错误。

B、光在玻璃砖中传播的速度，则光从A传到P的时间t=，故B正确。

C、根据sinC=得该玻璃对单色光的临界角为：C=arcsin，故C错误。

D、玻璃的临界角与入射角无关，故D错误。

故选：B。

【点睛】

本题考查了几何光学的基本运用，关键作出光路图，结合折射定律和几何关系综合求解，难度不大．

18．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；

19．B

【解析】

【分析】

【详解】

AD．本题给定信息“光的折射光线和入射光线位于法线的同侧”，无论是从光从空气射入介质，还是从介质射入空气，都要符合此规律，故A、D错误．

BC．折射率为-1，由光的折射定律可知，同侧的折射角等于入射角，故B正确，C错误．20．D

【解析】

【详解】

A．凸透镜可能成正立放大的像时，像和物在透镜的同侧，不可能在两侧，故A错误；B．凹透镜，当物体为实物时，成正立、缩小的虚像，故B错误；

C．凸球面镜成缩小倒立的虚象，如汽车的观后镜，故C错误；

D．凹球面镜，当物体在焦点以内成放大正立的虚象，像和物在面镜的两侧，故D正确；故选D。