4.1　光的折射 第1课时　折射现象与折射定律练习（含解析）2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第四章　光
1　光的折射建议用时:30分钟
第1课时　折射现象与折射定律
◆ 知识点一　折射定律
1.(多选)关于光的反射与折射,下列说法正确的是　　 (　)
A.光发生反射时,光的传播方向一定改变
B.光发生反射时,光的传播方向可能偏转90°
C.光发生折射时,一定伴随着反射现象
D.光发生反射时,光的传播方向不可能偏转180°
2.光由空气射入半圆形玻璃砖,再由玻璃砖射入空气,O点是半圆形玻璃砖的圆心,如图所示的情况可能发生的是 (　)
3.(多选)光从某种玻璃中射向空气,入射角θ1从零开始增大到某一值的过程中,折射角θ2也随之增大,则下列说法正确的是 (　)
A.比值不变
B.比值是一个大于1的常数
C.比值不变
D.比值是一个小于1的常数
◆ 知识点二　折射率
4.[2022·温州中学月考] 某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n.如图甲所示,O是圆心,MN是法线,AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径.该同学测得多组入射角i和折射角r,作出sin i-sin r图像如图乙所示,则 (　)
A.光由A经O到B,n=1.5
B.光由B经O到A,n=1.5
C.光由A经O到B,n=0.67
D.光由B经O到A,n=0.67
5.[2022·萧山中学月考] 如图所示,有一玻璃三棱镜ABC,角A为30°,一束光线垂直于AB射入棱镜,从AC射出进入空气,测得出射光线与AC夹角为30°,则棱镜的折射率为 (　)
　　　　　 　　　　　 　　　　　
A. B.
C. D.
◆ 知识点三　折射率与光速的关系
6.[2022·衢州二中月考] 一束光由空气射入某介质,当入射光线和界面的夹角为30°时,折射光线恰好与反射光线垂直,若光在空气中的传播速度为c,则光在该介质中的传播速度是(　)
A. B.c
C.c D.c
7.(多选)[2022·义乌中学月考] 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,如图所示为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n=
B.光在玻璃中传播的时间为
C.光在玻璃中传播的时间为
D.若实验时不小心将玻璃砖向上平移一小段,其他操作无误,则测得的折射率将偏大
8.将筷子竖直插入装水的玻璃杯内,从俯视图中的P点沿水平方向看到的应该是如图所示的 (　)
9.如图所示,一盛满水的容器外固定一凸透镜P,容器中有一光源S,光源S的光线经水面折射后射向透镜.经透镜后平行射出,若容器中没有水,要使光线经凸透镜射出后仍然平行,则应将光源S的位置 (　)
A.适当提高
B.适当降低
C.保持不变
D.不确定
10.(多选)把用相同玻璃制成的厚度为d的正方体a和半径为d的半球体b分别放在报纸上,且让半球的凸面向上, 如图所示.从正上方分别观察a、b中心处报纸上的字,下面的观察记录中正确的是 (　)
A.a中的字比b中的字高
B.b中的字比a中的字高
C.a中的字和b中的字一样高
D.a中的字比没有玻璃时的高,b中的字和没有玻璃时的一样高
11.一束复色光沿AO方向由真空射向半圆柱状的玻璃砖,发生折射而分为a、b两束单色光,其传播方向如图所示,则 (　)
A.真空中a光的波长比b长
B.a光在玻璃中的传播速度比b大
C.a光在玻璃中的波长比其在真空中的长
D.a、b光在玻璃砖中传播的时间相等
12.[2022·学军中学月考] 当太阳光照射到半空中的液滴上时,光线被折射及反射,就形成了彩虹.如图所示,某均匀透明液滴(视为球形)的截面图是圆心在O点、半径为R的圆,一单色光从空中(视为真空)平行直径AOB射到圆上的C点,入射角i=60°,结果该单色光射入液滴经一次反射后从D点再次平行直径AOB折射向空中.求:
(1)液滴对该单色光的折射率n;
(2)出射光线与入射光线间的距离x.
第四章　光
1　光的折射
第1课时　折射现象与折射定律
1.ABC　[解析] 光发生反射时,光的传播方向一定改变,有些同学可能认为当入射角为0°时,也就是光线垂直于界面入射时,反射角为0°,光线不改变方向,实际上光的传播方向偏转180°,选项A正确,D错误;当入射角为45°时,反射角也为45°,光的传播方向偏转90°,选项B正确;光发生折射时,一定伴随着反射现象,选项C正确.
2.D　[解析] 光线在圆心处发生反射和折射,故选项B、C错误;当光从空气进入玻璃后,折射角小于入射角,当光从玻璃进入空气后,折射角大于入射角,故A错误,D正确.
3.CD　[解析] 光从玻璃射向空气时,玻璃的折射率n=>1且不变,选项C、D正确.
4.B　[解析] 介质的折射率等于空气中角度的正弦值和介质中角度的正弦值之比,空气中角度较大,正弦值较大,对应题图乙中折射角r,故OA为折射光线,光线从B经O到A,由折射率公式得n===1.5,故选项B正确.
5.C　[解析] 角A为30°,则光从AC面射出时,在棱镜中的入射角θ1=30°,由于出射光线与AC的夹角为30°,所以折射角θ2=60°,由光路可逆和折射率的定义可知n==,故选C.
6.D　[解析] 光路如图所示,根据折射定律得介质的折射率n==,由n=得光在介质中的传播速度v==c,故D正确.
7.AB　[解析] 由折射率的定义公式,可得玻璃砖的折射率为n===,故A正确;光在玻璃中传播的距离为s===L,光在玻璃中传播的速度为v===,光在玻璃中传播的时间为t===,故B正确,C错误;若画图时误将玻璃砖向上平移一小段,导致描出的上界面AB比实际位置高,光路图如图所示,由解析图可知,入射角和折射角均不变,则测得的折射率将不变,故D错误.
8.D　[解析] 筷子在水中部分反射的光到达P点后折射,如图所示,筷子的上半部分偏左,下半部分更偏左,且更粗.
9.A　[解析] 从水中S发出的光,经过水面和凸透镜的两次折射后平行射出,如图甲所示,根据光路可逆,如果只是空气,发生折射,使得光线提前会聚,如图乙所示,可知光源S点应该适当提高,故选A.
10.AD　[解析] 如图所示,放在b中的字反射的光线经半球体向外传播时,传播方向不变,故人看到字的位置是字的真实位置;而放在a中的字经正方体向外传播时发生折射,人看到字的位置比真实位置要高.
11.D　[解析] 设入射角为i,折射角为r,则根据折射定律n=,可知当入射角相同,折射角越小的折射率越大,故na>nb,由于光的折射率越大,其频率越大,波长越短,则a光在真空中的波长小于光束b的波长,故A错误;根据n=可知,玻璃对光折射率越大,则光在玻璃中的传播速度越小,故a光在玻璃中的传播速度比b小,故B错误;a光在玻璃和真空中传播时频率不变,而a光在玻璃中的传播速度小于真空中的光速,根据λ=可知,a光在玻璃中的波长比其在真空中的小,故C错误;根据几何关系可知光在玻璃中传播的距离为s=2Rsin r,所以传播的时间为t===·=,因此a、b光在玻璃砖中传播的时间相等,故D正确.
12.(1)　(2)R
[解析] (1)根据对称性以及光路可逆性,做出光路如图所示,有i'=60°
r=r'=θ=30°
又因为n=
解得n=
(2)根据几何关系可知x=2Rsin
解得x=R