光的折射--2025-2026学年高中物理鲁科版选择性必修第一册课时作业（含解析）

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光的折射--2025-2026学年高中物理鲁科版选择性必修第一册课时作业
一、单选题
1．两束细平行光a和b相距为d，从空气中互相平行地斜射到长方体玻璃砖的上表面，如图所示，若玻璃对a的折射率小于对b的折射率。当它们从玻璃砖的下表面射出后，有( )
A.两束光仍平行，间距等于d B.两束光仍平行，间距大于d
C.两束光仍平行，间距小于d D.两束光不再相互平行
2．一头江豚在赣江水面下欣赏南昌迎春烟花晚会中的烟花秀，则七彩光从空中射入水中时( )
A.发生了折射 B.沿曲线传播 C.光速不变 D.可能发生全反射
3．如图所示，平行玻璃砖置于空气中，一束由两种单色光组成的复色光斜射到上表面，穿过玻璃后从下表面射出，分成a，b两束。下列说法中正确的是( )
A.b光光子的能量大于a光光子的能量
B.a光在玻璃中的传播速度大于b光在玻璃中的传播速度
C.增大入射角θ，a光先从玻璃砖下表面消失
D.b光比a光更容易发生明显的衍射现象
4．半径的半球状玻璃砖放在水平桌面上，在玻璃砖和桌面之间放一圆形的红色荧光纸片，纸片的圆心与半球状玻璃砖的球心重合，其截面图如图所示，该玻璃砖对红光的折射率，纸片半径为r。要能够在玻璃砖外的任意位置都能够看见完整的纸片，不考虑二次反射，则r必须小于( )
A.3 cm B. C.2 cm D.4.5 cm
5．如图所示，半径为R的玻璃球缺，底面半径为球体半径的倍，已知该玻璃的折射率为。现用激光笔从球面上的M点垂直底面射向玻璃球缺，激光束的延长线过底面边缘上的A点。则折射光线与底边的交点到A的距离为( )
A. B. C. D.
6．如图所示，一等边三棱镜ABC放置在水平面内，一束单色光沿某一方向从AB边上的S点水平射入三棱镜，经过三棱镜AB边和AC边两次折射后从P点射出三棱镜。若该单色光在三棱镜内部传播时，光线平行于底边BC。经过三棱镜两次折射后，入射光线和出射光线延长线之间的夹角为，则三棱镜对该单色光的折射率为( )
A. B. C. D.
7．折射率为的玻璃圆柱水平放置，平行于其横截面的一束光线从顶点入射，光线与竖直方向的夹角为45°，如图所示。该光线从圆柱内射出时，与竖直方向的夹角为（不考虑光线在圆柱内的反射）( )
A.0° B.15° C.30° D.45°
8．如图所示，一个半径为r的圆木板静止在某种液体的表面，在圆木板圆心O的正下方处有一点光源S。已知液体的折射率，下列说法正确的是( )
A.沿圆木板边缘出射的入射光线的入射角为60°
B.沿圆木板边缘出射的折射光线的折射角为45°
C.水面下降距离后，水面上方恰好看不到S发出的光
D.水面上升距离后，水面上方恰好看不到S发出的光
9．某同学在测玻璃折射率时，把玻璃砖一边与对齐，但另一条边画得明显过宽，该同学在一侧观察，其它操作符合要求，引起的误差及测量结果正确表述是( )
A.折射角偏大，折射率比真实值小 B.折射角偏小，折射率比真实值大
C.折射角偏大，折射率比真实值大 D.折射角偏小，折射率比真实值小
10．如图所示，圆柱形玻璃杯前侧表面上有a、b、c三点，粗细均匀的铅笔紧靠玻璃杯后侧外壁竖直放置，且在b点正后方。将杯中注满水( )
A.通过b点看到铅笔变细 B.通过b点看到铅笔无变化
C.通过a点看到铅笔向右侧移 D.通过c点看到铅笔向右侧移
11．在“测量玻璃的折射率”实验中，所用的玻璃砖如图所示。玻璃砖有4个光学面，其中两面相互平行。此实验中对于玻璃砖入射面和出射面的选择，正确的是( )
A.只能选用两面
B.不能选用两面
C.既可选用两面，也可选用两面
12．某同学利用盐水溶液进行光学实验，当底层浓盐水向上扩散时，其折射率随高度增加而逐渐减小。此时下列四个选项中，单色光在盐水中的光路图可能正确的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题
13．如图所示，一个半径为R由a、b两个透明半球紧密贴合组成的球体，保持在竖直方向固定在水平面上，为a、b半球分界面。利用激光笔，在垂直方向射入一束红光，入射点为P，发现红光经过球体没有偏折，并从b半球的Q点射出；若将激光笔竖直向上平移，当上移距离时，红光从点入射后的折射角为，且经过两个半球后恰好从Q点射出。已知空气折射率近似等于1，光由折射率为的介质（入射角）射向折射率为的介质（折射角）满足。下列说法正确的是( )
A.从P点入射的红光一定通过球心
B.a半球的折射率为
C.a、b半球的折射率相等
D.减小红光在点的入射角，则红光在Q点上方射出
14．如图所示，光在真空和某介质的界面上发生折射，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.反射光线与折射光线的夹角为90°
15．如图所示，一条含有两种单色光的细光束从水中O点射出，在水与空气的分界面上P点出射，分成两束单色光。已知与水面的夹角为，则下列说法正确的是( )
A.从O点到P点，a光经过的时间比b光经过的时间长
B.从O点到P点，a光经过的时间比b光经过的时间短
C.逐渐增大与水面的夹角，水面上b光最先消失
D.逐渐减小与水面的夹角，水面上b光最先消失
16．两单色光射入圆柱形（横截面）透明介质时的光路如图所示，已知两光线射入透明介质时的入射角均为，透明介质对a光的折射率为，从透明介质射出的两光线间的夹角为，下列说法正确的是( )
A.射入透明介质后，a光的偏折角度为
B.射入透明介质后，a光的偏折角度为
C.透明介质对b光的折射率为
D.透明介质对b光的折射率为
三、填空题
17．为帮助如图（a）所示在井底正中央“坐井观天”的青蛙拓宽视野，某同学设计了图（b）所示的方案，在的圆柱形井中注满透明液体。将青蛙视为质点，则该方案中：注入液体的折射率__________（填“较大”或“较小”）时，观察范围较大；当注入液体的折射率等于__________时，观察范围最大：
18．日晕是一种大气光学现象。在一定的气象条件下，空气中的小水滴会变成六棱柱状的小冰晶，太阳光穿过小冰晶时发生折射，看上去在太阳的周围出现一个圆圈，这就是日晕，如图甲所示。如图乙所示是两单色光穿过六棱柱状冰晶某横截面的示意图，若a光是黄光，则b光可能是______（选填“蓝”或“红”）光，______（选填“a”或“b”）光在冰晶中的传播速度大，用同一双缝干涉装置做实验，______（选填“a”或“b”）光的相邻亮条纹中心间距大。
四、实验题
19．某小组的甲、乙两位同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，如图1所示。
（1）为了减小实验误差，下列操作正确的是( )
A.必须选择边界平行的玻璃砖
B.选择的入射角应尽量小些
C.没有刻度尺时，可以将玻璃砖界面当尺子画界线
D.大头针、和、之间的距离应适当大些
（2）甲同学手头有圆规和刻度尺但没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，为半径画圆，交延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线，与法线的交点分别为B点和D点，如图2所示用刻度尺测得的长度为，的长度为，则玻璃砖的折射率___________（用，表示）.
（3）若该同学在确定位置时，不小心画得偏左了一些，则测出来的折射率___________（选填“偏大”“偏小”“不变”）.
五、计算题
20．左侧是半圆形、右侧是直角三角形的某材料砖的截面图如图所示，BC为半圆形材料砖的直径，O为圆心，圆的半径为R。直角三角形ABC的AB边水平，，过A点放置了一个与水平面垂直的屏幕MN，一束红光射向半圆形材料砖的圆心O，已知该材料砖对红光的折射率为，红光在真空中运动的速度为c，入射方向与BC的夹角为。求：
(1)红光射到屏上的位置距A点的距离是多少？
(2)红光从射入该材料砖至到达光屏的时间。
21．在河中用鱼叉捕鱼时，渔民们都知道不能直接朝看到鱼的方向掷出鱼叉。若图中渔民（其眼睛）在距河面1.8 m处看到视线与水面成37°的方向有一条鱼，鱼在水深为1.6 m的河底，水的折射率为。请帮该渔民估算：
（1）鱼与他之间的实际水平距离；
（2）假设鱼叉掷出后做直线运动，为使鱼叉命中目标，他应该瞄准与水面成α角的方向掷出鱼叉，求。
参考答案
1．答案：B
解析：作出两种光线在平行玻璃砖的光路图如下
根据折射率公式有
，
由题意知
则
由几何关系得
光线经两侧面平行的玻璃砖后方向不变，折射光线平行。故ACD错误，B正确。
故选B。
2．答案：A
解析: 光从光疏介质传入光密介质会发生折射现象，不可能发生全反射现象，且光将沿着直线传播，光速减小。
故选A。
3．答案：D
解析：由题图可分析得出光在玻璃中的偏折程度更大，则光折射率更大，频率更大，波长更小。
A.因为a光频率更大，根据故a光能量更大，故A错误；
B.根据，a光折射率更大，则速度更小，故B错误；
C.下表面的入射角等于上表面的折射角，则下表面的折射角等于上表面的入射角，则两单色光均不会发生全反射，增大入射角θ，a光不会从玻璃砖下表面消失，故C错误；
D.b光波长更大，b光比光更容易发生明显的衍射现象，故D正确。
故选D。
4．答案：A
解析：假设从红色荧光纸片边缘发出的红光在如图所示位置处射出玻璃砖，根据正弦定理有。设发生全反射的临界角为C，则有，可得。由题意可知，要保证θ取任何值时均不发生全反射，当时，有，A正确。
5．答案：D
解析：设球半径为R，球冠底面中心为，连接，则垂直AB，设，则可知已知，所以设图中N点为光线在球冠内地面上的反射点，光路图如图所示
设光线在M点的入射角为i，折射角为r，由于等边三角形，所以入射角由折射定律得代入数据得则故故选D。
6．答案：B
解析：如图所示
由光路图可知入射角，折射角，根据折射定律可得，故选B。
7．答案：B
解析：由折射定律可知光线射入玻璃时的折射角r满足，解得，光路图如图所示，则由几何知识可知，该光线从圆柱体中射出时与竖直方向的夹角，B正确。
8．答案：C
解析：设沿圆木板边缘出射的折射光线的折射角为，入射光线的入射角为，根据几何知识有入射角的正弦值为，由折射定律有，解得，AB错误；刚好发生全反射时，，此时光源与O点距离，故水面下降后水面上方恰好看不到S发出的光，C正确，D错误。
9．答案：A
解析：如图所示
实线是真实的光路图，虚线是玻璃砖宽度画大后的光路图，由图看出，在这种情况测得的入射角不受影响，但测得的折射角比真实的折射角偏大，根据
因此测得的折射率偏小。
故选A。
10．答案：D
解析：AB.由图知道，圆柱形玻璃杯装有水，其中间厚，边缘薄，相当于一个凸透镜，所以，当将铅笔靠近玻璃杯的后面，相当于将铅笔放在凸透镜的1倍焦距以内，故能看到一个正立放大的铅笔虚像，故通过b点看到铅笔变粗，故AB错误；
C.通过a点看到铅笔的光路图如图，沿着折射光线的反向延长线找到虚像向左移动，故C错误；
D.与C同理，通过c点看到铅笔的虚像向右移动，故D正确。
故选D。
11．答案：C
解析：应用插针法测玻璃的折射率实验时，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针，透过玻璃砖观察大头针的像，调整视线方向，直到挡住的像；再在观察的这一侧插两枚大头针，使挡住的像，挡住及的像，记下、的位置，由图所示玻璃砖可知，实验时可以用任意两面进行实验。
故选C。
12．答案：B
解析:光在不同介质中传播时，会发生折射现象。因为当底层浓盐水向上扩散时，其折射率随高度增加而逐渐减小，所以盐水从上到下折射率逐渐增大。根据折射定律可知，当光从折射率小的介质进入折射率大的介质时，折射光线会越来越靠近法线。
故选B。
13．答案：ABC
解析：A.从P点入射的红光，由于入射光线与过P点的界面垂直，所以光线一定通过球心，故A正确;BC.红光从点入射后的折射角为30°，且经过两个半球后恰好从Q点射出。作出对应的光路图，如图所示
根据几何关系可得可得入射角为则a半球的折射率为由图可知，光线经过a、b半球界面时没有发生偏转，所以a、b半球的折射率相等，故BC正确；D.减小红光在点的入射角，则对应的折射角也减小，由上图可知，红光在Q点下方射出，故D错误。故选ABC。
14．答案：BCD
解析：ABD.由图可知，折射角为60°，大于入射角，光是由介质射入真空的，且反射光线与折射光线的夹角为90°，故A错误，BD均正确；
C.折射率，故C正确。
故选BCD。
15．答案：BD
解析：AB．两光在水中的入射角相同，但a光在空气中的折射角较小，由折射定律可知，水对a光的折射率较小，又由可知a光在水中传播的速度较大，因此a光O点运动到P点经过的时间较短，故B正确，A错误；
CD.是入射角的余角，逐渐增大时，水面上两光都不会消失，逐渐减小时，水面上b光会最先消失，故D正确，C错误；
故选：BD。
故选BD。
16．答案：BD
解析:AB.设射入透明介质后，a光的折射角为，根据折射定律有
解得
则a光的偏折角度为，故A错误，B正确；
CD.作出折射图
根据折射定律，a光射出介质的角度为，从透明介质射出的两光线间的夹角为，则，对b光的折射角为，根据折射定律有
故C错误，D正确；
故选BD。
17．答案：较大；
解析：光线由空气射入液体中，由几何关系可知折射角，根据
折射角一定时，折射率n越大，则入射角i越大，则观察范围越大，当入射角为时可得
18．答案：蓝；a；a
解析：根据题图乙可知a、b两光的入射角相等，b光的折射角小于a光的折射角，根据折射定律可知b光的折射率大于a光的折射率，即b光的频率大于a光的频率，b光的波长小于a光的波长，若a光是黄光，则b光可能是蓝光，用同一双缝干涉装置做实验，由可知a光的相邻亮条纹中心间距大于b光的。根据可知在冰晶中a光的传播速度大于b光的。
19．答案：（1）D
（2）
（3）偏小
解析：（1）A.用插针法测折射率时，玻璃砖上下表面不一定要平行，故A错误；
B.入射角较小，折射现象不明显，误差较大，故B错误；
C.用玻璃砖界面当尺子画界线会增大实验误差，且容易损坏玻璃砖，故C错误；
D.大头针、和、之间的距离适当大一些，引起的角度误差会减小，故D正确。故选D。
（2）折射率为
（3）若同学在确定位置时，不小心把位置画得偏左了一些，则画出的光路图出射点向右移动，光入射时的折射角偏大，测出来的折射率偏小。
20．答案：(1)
(2)
解析:（1）根据题意作出光路图如图所示
根据几何关系可知光线从界面射出时的入射角为，根据折射定律可得解得可知出射光线与平行，根据图中几何关系可得则红光射到屏上的位置距A点的距离为
（2）红光在该材料砖中的传播速度为红光在该材料砖中的传播距离为则红光在该材料砖中的传播时间为红光射出材料砖后到光屏所用时间为则红光从射入该材料砖至到达光屏的时间为
21．答案：（1）3.6 m
（2）
解析：（1）光路如图所示
根据
解得
根据几何关系有
则鱼与他之间的实际水平距离
（2）因为
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