4.1光的折射同步练习（word版含答案）

4.1光的折射同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第一册
一、选择题（共14题）
1．银河系银盘的直径约为10万光年，合多少公里（　　）
A．9.46×1015km B．9.46×1016km C．9.46×1017km D．9.46×1018km
2．如图一束红光与一束紫光以适当的入射角射向半圆形玻璃砖，其出射光线都是由圆心O点沿OP方向射出，如图所示，则（　　）
A．AO是红光，它穿过玻璃砖所需的时间短
B．AO是紫光，它穿过玻璃砖所需的时间长
C．BO是红光，它穿过玻璃砖所需的时间长
D．BO是紫光，它穿过玻璃砖所需的时间短
3．现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成．夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目．这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的，反光膜内均匀分布着一层直径为的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射—反射—折射后恰好和入射光线平行，如图所示，那么第一次入射的入射角应是（ ）
A． B． C． D．
4．关于黑板在使用过程中所涉及的物理现象，下列说法中正确的是
A．黑板表面越粗糙，越容易发生镜面反射
B．用粉笔写字时，粉笔的密度在逐渐减小
C．粉笔灰落向地面，是由于受到重力的作用
D．黑板擦接触黑板的面积越大，擦黑板时受到的摩擦力越大
5．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．已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为
A． B． C． D．
6．假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比（　　）
A．将提前 B．将延后
C．在某些地区将提前，在另一些地区将延后 D．不变
7．如图虚线框所示，两块完全相同的玻璃直角三棱镜Ⅰ，两者的斜边平行放置，在它们之间是均匀的透明介质Ⅱ。一单色细光束垂直于左侧三棱镜Ⅰ的直角边入射，已知Ⅰ和Ⅱ对该束光的折射率分别为、.则下列说法正确的是（　　）
A．出射光线可能为①，并且
B．出射光线可能为②，并且
C．出射光线可能为③，并且
D．出射光线可能为④，并且
8．如图所示，在空气中有一直角棱镜，，一束单色光从边射入棱镜，入射角为，垂直于边射出，则该棱镜的折射率为（　　）
A． B． C．1.5 D．
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光的频率最高
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．唐朝诗人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”。从物理学角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的。彩虹成因的简化示意图如图所示，图中仅作出了红光和紫光的光路，则下列说法正确的是（　　）
A．a光波长比b光波长短
B．a是红光，b是紫光
C．a光在雨滴中速度比b光大
D．上午的雨后看到的彩虹应该出现在东方的天空中
11．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，一人站在这四盏灯正上方离水面有一定距离处观察，他感觉离水面最近的那盏灯发出的光是(　　)
A．红光 B．黄光 C．蓝光 D．紫光
12．一束单色光经由空气射入玻璃，这束光的（　　）
A．速度不变，波长变短 B．速度变慢，波长变短
C．频率增高，波长变长 D．频率降低，波长变长
13．物理老师在课堂上做了一个演示实验：让某特制的一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖（玻璃较厚）折射分成两束单色光1、2，光路如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．射出后的两束单色光一定平行
B．单色光1的折射率比2的小
C．在真空中单色光1的波长比2的长
D．在玻璃中单色光1的传播速度比2的大
14．如图所示，一束由两种单色光混合的复色光沿PO方向射向一立方体玻璃砖的上表面，得到三束平行光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，玻璃砖的下表面有反光薄膜，下列说法正确的是（　　）
A．光束Ⅰ为复色光，光束Ⅱ、Ⅲ为单色光
B．光束Ⅲ的频率大于光束Ⅱ的频率
C．改变α角，光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ无法保持平行
D．在玻璃砖中，光束Ⅱ的速度大于光束Ⅲ的速度
二、填空题（共4题）
15．如图所示是一玻璃球体，其半径为R，O为球心，AB为水平直径、M点是玻璃球的最高点，来自B点的光线BD从D点射出，出射光线平行于AB，已知∠ABD=30°，光在真空中的传播速度为c，则此玻璃的折射率为___________；光线从B到D需用时间___________。
16．古希腊地理学家通过长期观察，发现6月21日正午时刻，在北半球A城阳光与铅直方向成7.5°角向下射，而在A城正南方，与A城地面距离为L的B 城，阳光恰好沿铅直方向向下射，如图所示。射到地球的太阳光可视为平行光，据此他估算出了地球的半径。试写出估算地球半径的表达式 R ＝______。
17．如图所示，一水池深为h，一根长直木棍竖直地插入水底，棍露出水面部分的长度为L，当太阳光与水平面夹角为斜射到水面时，已知水的折射率为n，求棍在水底的影子的长度_________________．
18．如图所示，在测定玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形ABC的三棱镜，并确定AB和AC界面的位置，然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，再从棱镜的右侧观察P1和P2的像。
（1）此后正确的操作步骤是________。
A．插上大头针P3，使P3挡住P2的像
B．插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像
C．插上大头针P4，使P4挡住P3的像
D．插上大头针P4，使P4挡住P3以及P1和P2的像
（2）正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置(图中已标出)，为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干条辅助线，如图甲、乙所示，能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图________(填“甲”或“乙”)，所测玻璃折射率的表达式n＝________(用代表线段长度的字母ED、FG表示)。
三、综合题（共4题）
19．用某种玻璃制成一个半径为R的半球和一个底角为30°的直角三棱镜，置于水平地面上，截面图如图所示，A点有一单色光源，一光线AB从B点折射后的出射光线平行于水平面，照射到直角三棱镜斜面上的C点，经三棱镜折射后，从D点射出．已知该玻璃对该单色光的折射率为，光在真空中的速度为c．求：
(i)光在半球玻璃砖中的传播时间.
(ii)从D点射出的光线与竖直面的夹角.
20．有一玻璃球冠，右侧面镀银，光源S就在其对称轴上，如图所示，从光源S发出的一束光射到球面上，其中一部分光经球面反射后恰能竖直向上传播，另一部分光折射入玻璃球冠内，经右侧镀银面第一次反射恰能沿原路返回，若球面半径为R，玻璃折射率为，求光源S与球冠顶点M之间的距离SM为多大？
21．我们总把彩虹比作一座拱桥，对神秘的彩虹尽头充满遐想。然而，彩虹并不存在尽头，因为它的全貌是个完整的圆环。那为什么我们看到的彩虹永远是一道弧呢？原来照向地球的阳光可近似看作平行光，光从水滴的不同位置入射后会发生各个方向的偏折，你的视线与入射阳光的夹角处于某个范围内时，看到的彩虹最清楚（折射光最强），如果你改变位置，彩虹的位置也会随之移动，如果你在高山上或者空中，看到的彩虹是完整的环（如图甲所示），在地面上的你只能看到圆环的一部分（如图乙所示）；雨后空气中的小水滴可以等效成球形水珠，水珠对阳光的折射光路和反射光路如图丙所示，假设一束阳光射到球形水珠上，入射角为，该水珠对紫光的折射率，该紫光经折射进入水珠内，又经水珠内表面反射一次，再经水珠表面折射进入人的眼睛，角即为人眼看到紫光的视线与入射阳光的夹角。
（ⅰ）求角的大小；
（ⅱ）试分析红光、紫光角的大小关系。
22．如图所示凸透镜主光轴与水面相平，F是凸透镜的焦点，一束与水面平行的光射到凸透镜上，经凸透镜折射后在水面发生反射和折射。请大致画出经过透镜后的折射光线和进入水中的折射光线。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．A
3．D
4．C
5．A
6．B
7．B
8．B
9．C
10．A
11．D
12．B
13．A
14．A
15．
16．
17．
18． BD/DB 乙
19．(i)(ii)30°
20．(－1)R
21．（ⅰ）；（ⅱ）红光的角比紫光的大
22．
平行于主光轴的入射光线经过凸透镜折射后，折射光线过焦点；再过焦点作法线，并根据折射角小于入射角画出从空气到水中的折射光线，如图所示
答案第1页，共2页