4.1光的折射 课时练（Word版含解析）

4.1光的折射 课时练（含解析）
一、选择题
1．用激光笔照射透明塑料制成的光盘边缘时观察到的现象如图所示。入射点O和两出射点P、Q恰好位于光盘边缘等间隔的三点处，空气中的四条细光束分别为入射光束a、反射光束b、出射光束c和d、已知光束a和b间的夹角为，则（　　）
A．光盘材料的折射率
B．光在光盘内的速度为真空中光速的三分之二
C．光束b、c和d的强度之和等于光束a的强度
D．光束c的强度小于O点处折射光束的强度
2．如图所示，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线。则（　　）
A．在玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度
B．在真空中，a光的波长小于b光的波长
C．在真空中，a光的波长大于b光的波长
D．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率
3．如图所示的是一列机械波从一种介质进入另一种介质时发生的折射现象。已知这列波在介质Ⅰ中的波速为，在介质Ⅱ中的波速为，则为（　　）
A． B．
C． D．
4．如图所示，等边是三棱镜的横截面，一束单色光以60°的入射角射到AB边的中点，经棱镜两次折射后，从AC边射出，测出经两次折射后光线的偏向角为60°，已知AB边的长度为L，光在真空中的速度为c，则光沿图示路径通过三棱镜的时间是（　　）
A． B． C． D．
5．如图所示，两块相同的玻璃直角三棱镜ABC，两者的AC面是平行放置的，在它们之间是均匀的未知透明介质。一单色细光束O垂直于AB面入射，在图示的出射光线中（　　）
A．1、2、3（彼此平行）中的任一条都有可能
B．7、8、9（彼此平行）中的任一条都有可能
C．4、5、6（彼此平行）中的任一条都有可能
D．1、2、3、4、5、6、7、8、9中的任一条都有可能
6．关于介质的折射率，下列说法正确的是（　　）
A．由折射率的公式可知，介质的折射率与入射角θ1的正弦成正比
B．由折射率公式可知，介质的折射率与光在介质中的传播速度v成反比
C．折射率反映的是介质本身的光学性质由介质本身及光的性质共同决定
D．玻璃的折射率大于1，水的折射率小于1
7．如图，一束单色光从介质1射入介质2，在介质1、2中的波长分别为、，频率分别为、，下列说法正确的是（　　）
A． B． C． D．
8．一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、蓝、靛、紫
9．如图所示，为某种玻璃制成的三棱镜的横截面，其中长度为。今有一束单色光从P点垂直边入射，边边上的M点出射，出射方向与的夹角为，则玻璃的折射率为（　　）
A． B． C． D．
10．光在某种玻璃中的传播速度是m/s，要使光由玻璃射入空气时折射光线与反射光线成90°夹角，则入射角应是（　　）
A．30° B．37° C．45° D．60°
11．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．2 B． C．1.5 D．
12．甲坐在人民大会堂台前60m处听报告，乙坐在家里离电视机5m处看电视直播，已知乙所在处与人民大会堂相距1000km，不考虑其他因素，则（空气中声速为）
A．甲先听到声音 B．乙先听到声音
C．甲、乙同时听到声音 D．不能确定
13．如图所示，真空中有一个半径为R、质量分布均匀的玻璃球。频率为γ的细光束在空中沿直线BC 传播，于C 点经折射进入玻璃球，并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空中，已知∠COD=120°，玻璃球对该激光的折射率为，设c为真空中的光速。则下列说法中正确的是（　　）
A．激光束的入射角a =60°
B．改变入射角α的大小，细激光束可能在玻璃球的内表面发生全反射
C．此激光束在玻璃中的波长为
D．从C点射入玻璃球的激光束，在玻璃球中不经反射传播的最长时间为
14．如图所示，两束不同频率的平行单色光a、b从水射入空气（空气折射率为1）发生如图所示的折射现象（α＜β），下列说法正确的是（　　）
A．水对a的折射率比水对b的折射率小
B．在水中的传播速度va＞vb
C．在空气中的传播速度va＞vb
D．当a、b入射角为0°时，光线不偏折，但仍然发生折射现象
15．两束不同频率的单色光a、b从空气平行射入水中，发生了如图所示的折射现象（α>β）。下列结论中正确的是（　　）
A．水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小
B．水对光束a的折射率比水对光束b的折射率大
C．在水中的传播速度，光束a比光束b大
D．在水中的传播速度，光束a比光束b小
二、解答题
16．如图所示，由某种透明物质制成的直角三棱镜，，长为，且在外表面镀有水银，一束与面成角的光线从边的中点D射入棱镜，已知棱镜对该光的折射率，求光线从面射出棱镜的位置与C点的距离。
17．如图所示为一个半径为R的半圆柱体玻璃横截面，该玻璃的折射率为n，OD为其直径。一束由紫光和红光组成的复色光在该横截面内沿AO方向从真空射向OD，入射角为i，已知光在真空中的光速为c。
（1）OB和OC为该复色光在玻璃中分开的光线，请简要说明OB、OC光线的性质；
（2）求光通过OB和OC的时间比。
试卷第1页，共3页
参考答案
1．D
【解析】
A．如图所示由几何关系可得入射角为
折射角为
根据折射定律有
所以A错误；
B．根据
所以B错误；
C．光束在b、c和d的强度之和小于光束a的强度，因为在Q处光还有反射光线，所以C错误；
D．光束c的强度与反射光线PQ强度之和等于折身光线OP的强度，所以D正确；
故选D。
2．B
【解析】
【详解】
D．通过题图可看出，折射后a光的偏折程度大于b光的偏折程度，玻璃砖对a光的折射率大于b光的折射率，选项D错误；
BD．a光的折射率大，则a光的频率大于b光的频率，波长小于b光的波长，选项B正确，C错误；
A．由
知，在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度，选项A错误。
故选B。
3．D
【解析】
根据相对折射率的公式，有
又，所以
故D正确。
故选D。
4．D
【解析】
【详解】
光路图如图所示
由题可知
由几何关系
由折射定律有
联立可得
由于
则
故三角形ADE为等边三角形，即有
光在三棱镜中的传播速度为
则光通过三棱镜的时间为
故D正确，ABC错误。
故选D。
5．C
【解析】
【详解】
光束到AC面进入未知介质发生折射，如果介质折射率大于玻璃，则折射光偏离水平线向上，如果介质折射率小于玻璃，则折射光偏离水平线向下，如果相等，不发生折射，不论哪种折射情况再次从介质进入玻璃折射后一定沿原来方向射出，故4、5、6（彼此平行）中的任一条都有可能，故ABD错误，C正确。
故选C。
6．B
【解析】
A．折射率的公式
运用比值法定义，可知介质的折射率与入射角θ1、折射角的正弦θ2无关， A错误；
B．由公式
知c不变，则介质的折射率与介质中的波速成反比，B正确；
C．折射率反映的是介质本身的光学性质，介质的折射率只由介质本身决定，C错误；
D．因折射率是光线从空气折射入介质时的入射角和折射角的正弦值之比，任何介质的折射率都大于1，D错误。
故选B。
7．B
【解析】
【详解】
光线从从介质1射入介质2，入射角大于折射角，可知介质1是光疏介质，介质2是光密介质，则光从介质1进入介质2中光速变小，但是频率不变，则由
可知波长变小，即
故选B。
8．B
【解析】
【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、蓝、靛、紫，故AD正确，不符合题意，B错误，符合题意；
C.根据
可知红光在玻璃中的传播速度比紫光大，故C正确，不符合题意。
故选B。
9．C
【解析】
【详解】
光从BC射入，从AC射出，则在AB边发生全反射，由于不考虑光的多次反射，则光线在玻璃中的光路图如图所示
由几何关系可得
光在AC边M点
玻璃的折射率为
故选C。
10．A
【解析】
【详解】
依题意做出光路图，如图所示
折射率为
设入射角为，，则有
解得
故选A。
11．B
【解析】
【详解】
如图所示，由几何关系得，，由折射定律，则得该棱镜的折射率为
ACD错误，B正确。
故选B。
12．B
【解析】
【详解】
声音传到中所需时间为
传到乙所需时间为
乙先听到声音。
故选B。
13．ACD
【解析】
A．由几何关系可得，折射角为，根据折射定律可得
解得
则激光束的入射角a =60°，所以A正确；
B．改变入射角α的大小，细激光束也不可能在玻璃球的内表面发生全反射，由对称性可知，第一次的折射角为第二次的入射角，则第一次能折射进入玻璃，第二次就能折射出去，所以B错误；
C．此激光束在玻璃中的波速为
同一束光在不同介质的频率保持不变，则此激光束在玻璃中的波长为
所以C正确；
D．从C点射入玻璃球的激光束，在玻璃球中不经反射传播的最长时间为沿法线入射
所以D正确。
故选ACD。
14．AB
【解析】
ABC．由于α＜β，所以折射率na小于nb，由于
知，在水中的传播速度va＞vb，a、b在空气中的传播速度都是c，C错误，A、B正确；
D．当a、b入射角为0°时，光线不偏折，不发生折射现象，故D错误。
故选AB。
15．AC
【解析】
【详解】
AB．由图可知，b光束偏折厉害，说明水对b光束的折射率大，选项A正确，B错误；
CD．根据知，a光束折射率小，在水中传播速度大，选项C正确，D错误。
故选AC。
16．
【解析】
【详解】
光路图如图
光线在D点发生折射时，由折射定律可知
可得
r=30°
由几何关系可知，光线在AB面的入射角等于30°，所以光线在AB面发生反射后，垂直AC面射出棱镜，射出点到C点的距离
17．（1）见解析；（2）1
【解析】
【详解】
（1）设OB和OC与法线夹角分别为、，则由折射定律知
由图可知
所以
所以OB是紫光、OC是红光。
（2）连接BD、CD如图
则由几何关系知
又因为
所以
即
则光通过OB和OC的时间为
所以
答案第1页，共2页