4.1光的折射同步测试卷——2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（word含答案）

1光的折射同步测试卷
一、单选题
1．“蟹状星云”是一颗恒星爆炸的残余物，公元1054年我国宋代司天监观察到了这次爆炸，已知该星球我们的距离大约有3500光年，恒星爆炸实际发生的年代约是（　　）
A．公元1054年 B．公元3446年 C．公元2446年 D．公元前2446年
2．人们针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射可为负值（n＜0），称为负折射率材料。在空气中，这类材料的入射角i与折射角r依然满足，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）。若该材料对于电磁波的折射率n=-1，能正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是（　　）
A． B．
C． D．
3．如图所示，单色光沿从空气射入水中，以O点为圆心，作两半径分别为R和的同心圆，大圆与入射光线相交于A，与折射光线相交于B，小圆与延长线相交于M，连线恰好和水平界面垂直，垂足为N，则下列说法正确的是（　　）
A．水的折射率
B．光线从空气中进入水中，频率变大了
C．光线在段的传播时间的大于在段的传播时间
D．由于数据不足，无法确定入射角和折射角的大小，故无法计算折射率
4．一束白光通过三棱镜后发生了色散现象，如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．玻璃对红光的折射率最小
B．红光的偏折角最大
C．红光在玻璃中的传播速度比紫光大
D．屏幕上各色光的光谱由下到上的排列顺序为：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫
5．如图所示，光在真空和某介质的界面MN上发生折射，由图可知（　　）
A．光是从真空射入介质的 B．光是由介质射入真空的
C．介质的折射率为 D．介质的折射率为
6．某同学潜入游泳池中，仰头看游泳馆天花板上的灯，他看到灯的位置（　　）
A．比实际位置高 B．比实际位置低
C．和实际位置一样高 D．无法判断
7．7月2日中午时分，太阳光几乎是直射我市，此时在高速公路上有很多汽车在行驶。八年级学生小明坐在爸爸车内，发现前车后窗玻璃反射的太阳光，总是能够射入他的眼中，很刺眼。爸爸改变车道行驶，就好多了，请你根据所学的知识判断当时前车是哪种车型（　　）
B．
C． D．
8．如图所示的光路图，不同频率的两细束单色光、平行地从相距为的两点射向玻璃砖的上表面，恰好在玻璃砖的下表面上相交于点，玻璃对两单色光的折射率分别为、，两单色光在玻璃中运动时间均为，真空中光速为，则下列说法正确的是（　　）
A．两束光的入射角的正弦值为
B．两束光的入射角的正弦值为
C．光的折射率大于光的折射率
D．光的频率大于光的频率
9．如图，厚度为h两面平行的玻璃板水平放置，点光源S非常靠近玻璃板的下表面但并不接触。若玻璃板的折射率为n，则从玻璃板上表面观察（　　）
A．从S正上方垂直玻璃板向下看，看到的光点距离玻璃板上表面
B．从S正上方垂直玻璃板向下看，看到的光点距离玻璃板上表面
C．只能在面积为的圆形区域内看到光
D．只能在面积为的圆形区域内看到光
10．竖立的橱窗玻璃比一般的玻璃厚，嵌在墙体部。如图甲所示，某同学的测量过程如下：激光笔发出细激光束以入射角照射玻璃，反射后在竖直的纸板上出现几个亮度不同但间隔均匀的亮斑，测出相邻亮斑间的距离，改变入射角度，测得多组数据，以为纵坐标、为横坐标，描点后拟合出直线，如图乙所示，测出图线在横轴的截距为，纵轴的截为下列说法正确的是（　　）
A．该玻璃对该激光的折射率为
B．该橱窗玻璃的厚度为6cm
C．减小角，纸板上相邻亮斑间的距离增大
D．仅换用频率较小的激光，纸板上相邻亮斑间的距离减小
11．如图所示，某玻璃模具由一圆锥和半球形两部分组成，圆锥母线和底面直径均为d，现有一束单色光从边的中点D垂直于方向射入玻璃砖中，结果折射光线刚好通过半球的圆心O，已知光在真空中的传播速度为c。则单色光在模具里的传播时间为（　　）
A． B． C． D．
二、多选题
12．一束光从空气射向折射率为的某种介质，若反向光线与折射光线垂直，已知真空中的光速为c，则下列说法正确的是（　　）
A．光的入射角为30° B．介质中的光速为c
C．光的入射角为60° D．介质中的光速为
13．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1.73×108m/s
D．反射光线与折射光线成60°角
E.反射光线与折射光线成90°角
14．如图所示，在用插针法测上下表面平行的玻璃砖折射率的实验中，已确定好入射方向AO，插了两枚大头针P1和P2， 1、2、3分别是三条直线，关于以后操作的说法中，你认为正确的是（　　）
A．在bb′ 侧调整观察视线，另两枚大头针P3和P4可能插在3线上
B．在bb′ 侧调整观察视线，另两枚大头针P3和P4可能插在2线上
C．保持O点不动，减少入射角，在bb′侧调整观察视线，另两枚大头针P3和P4可能插在1线上
D．保持O点不动，增大入射角，在bb′ 侧调整观察视线，将看不清P1和P2的像，这可能是光在bb′ 侧面发生了全反射
三、解答题
15．河中有条小鱼，某时刻小鱼的实际深度为H，一人从水面正上方往水中看，他感觉到的小鱼的深度为多大 （设水的折射率为n）
16．如图，一玻璃工件的上半部是半径为的半球体，点为球心；下半部是半径为、高为的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜。有一平行于中心轴的光线从半球面射入，该光线与之间的距离为。已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行（不考虑多次反射）。求该玻璃的折射率（结果用根号内小数表示，如）。
1光的折射同步测试卷参考答案
1．D
【详解】
该星球我们的距离大约有3500光年，所以爆炸时产生的光走了3500年到达地球，在公元1054年观察到，所以爆炸发生在公元前2446年。
故选D。
2．B
【详解】
根据题意指折射光线和入射光线应在法线同一侧，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。
故选B。
3．A
【详解】
AD．水的折射率
选项A正确，D错误；
B．光线从空气中进入水中频率不变，选项B错误；
C．根据
可知，光线进入水中后速度减小，则光线在段的传播时间的小于在段的传播时间，选项C错误；
故选A。
4．B
【详解】
ABD.光的频率越大，玻璃对其的折射率越大，其偏折角越大，所以玻璃对红光的折射率最小，红光的偏折角最小，屏幕上各色光的光谱由下到上的排列顺序为：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，故AD正确，B错误；
C.根据
可知红光在玻璃中的传播速度比紫光大，故C正确。
故选B。
5．B
【详解】
AB．光从光密介质射向光疏介质时，折射角大于入射角，根据题图可知，入射角为30°，折射角为60°，光是从介质射入真空的，A错误，B正确；
CD．由折射定律可知，介质的折射率为
CD错误。
故选B。
6．A
【详解】
根据折射定律，灯光射入水中时，折射光线要向下偏折，人逆着光线看灯时，像实际位置高。
故选A。
7．A
【详解】
中午时分，光线以垂直于地面的方向射向前车的后窗玻璃，并水平射入小明所乘车内，如图所示，由光的反射规律可知，前车后窗玻璃与水平面的夹角为45°，对比可知，A正确。
故选A。
8．B
【详解】
AB．设两单色光在玻璃中的波程分别为、，进入玻璃的折射角分别为、，在玻璃中的传播速度分别、，由折射定律知
由几何关系知
又
联立解得
选项A错误，B正确；
CD．由图知，根据可知光的折射率小于光的折射率，光的频率小于光的频率，选项CD错误。
故选B。
9．B
【详解】
AB．从点光源S向玻璃板作光线，一条竖直、一条倾斜，由于S与下表面距离非常小，可以认为下表面的入射点与S重合。竖直光线不改变方向，设倾斜光线经下表面进入玻璃板时，入射角为、折射角为（图中未画出），根据几何关系及折射定律可知，该光线进入玻璃板到达上表面时入射角为、射出的所射角为，从上表面射出的光线反向延长线与竖直此线的交点即为光源S的像，也就是从玻璃板上表面观察到的光点。由几何关系知
当、非常小时，、，而根据折射定律得
故
选项B正确、A错误；
CD．只要从S发出的光照射到玻璃板的下表面，进入玻璃板后一定能从玻璃板的上表面射出，所以从上表面观察到光点没有范围限制，选项CD错误。
故选B。
10．A
【详解】
AB．光路图如图所示，由折射定律有
由几何关系有
又有
整理得
结合图像可知
，
解得
，
所以A正确；B错误；
C．减小角，折射角减小，纸板上相邻亮斑间的距离减小，所以C错误；
D．仅换用频率较小的激光，则折射率减小，折射角增大，纸板上相邻亮斑间的距离增大，所以D错误；
故选A。
11．C
【详解】
由题意可知，光在AB面上的入射角为，折射角为，根据折射定律可得
由几何关系可得，光在玻璃砖中传播的路程为为d，光在玻璃砖中的传播速度
联立可解得光在玻璃砖中的传播时间
故C正确，ABD错误。
故选C。
12．CD
【详解】
根据题意，作出光路图，如图所示
根据折射率的公式
所以
i=60°
介质中的光速为
故选CD。
13．BCE
【详解】
A．因为折射角大于入射角，所以光是从介质射向真空的，选项A错误；
B．据折射率公式
所以
选项B正确；
C．再由折射率
代入数据得
选项C正确；
DE．由几何关系知，反射光线与折射光线成90°角，选项E正确，D错误。
故选BCD。
14．BC
【详解】
A．根据光的折射，光线经过玻璃砖后，入射光线和出射光线平行，并且向一侧发生偏移，所以两枚大头针P3和P4不可能插在光线3上；A错误；
B．根据光的折射，光线经过玻璃砖后，入射光线和出射光线平行，并且向一侧发生偏移，入射角大于折射角，所以光线往光线２方向偏移且与入射光线平行，所以两枚大头针P3和P4可能插在光线2上；B正确；
C．若减小入射角，那么折射角也减少，出射点和出射光线往光线１偏移，且与入射光线平行，所以两枚大头针P3和P4可能插在光线1上；C正确；
D．增大入射角，在bb′侧调整观察视线，看不清P1和P2的像，反射光增强，折射光线减弱，在bb′侧调整观察视线，看不清P1和P2的像，根据光路可逆性原理，光线不可能在bb′界面发生全反射，故D错误。
故选BC。
15．
【详解】
如图所示，设小鱼在S处，从鱼反射出的光线SO垂直水面射出，光线SO1与SO间的夹角很小。因一般人的瞳孔的线度为2～3mm，θ1、θ2为一组对应的折射角和入射角，可知θ1、θ2均很小。由数学知识知
sinθ1≈tanθ1=
sinθ2≈tanθ2=
由折射定律得
n=
得
即他感觉到的小鱼的深度为实际深度的，即变浅。
16．
【详解】
如图
根据光路的对称性和光路的可逆性，与入射光线相对于轴对称的出射光线一定与入射光线平行。这样，从半球面射入的折射光线，将从圆柱体底面中心点反射。设光线在半球面的入射角为，折射角为。
由正弦定理有
由几何关系，入射点的法线与的夹角为，由题设条件和几何关系有
式中是入射光线与的距离，解得
由折射定律有
解得
试卷第1页，共3页