江门市艺华高中2019-2020学年高中物理粤教版选修3-4：4.1光的折射定律 质量检测（含解析）

4.1光的折射定律
1．一束复合光射向半圆形玻璃砖的圆心O，折射后分开为a、b两束不同颜色的单色光，下列判断中正确的是（　　）
A．光束a的频率比光束b大
B．在玻璃中传播，光束a的波长比光束b小
C．玻璃对光束a的折射率比玻璃对光束b的折射率小
D．若光束从玻璃中射向空气，则光束a的临界角比光束b的临界角小
2．两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，光路如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．单色光1的频率比2低
B．射出后的两束单色光平行
C．在玻璃中单色光1的波长比2长
D．在玻璃中单色光1的传播速度比2大
3．某种单色光在两种透明介质中传播，对真空的临界角分别为C1、C2，且C1>C2，由此可知这两种介质的折射率n1、n2及光在这两种介质中的传播速度v1、v2的大小关系是（　　）
A．n1>n2　v1>v2
B．n1>
n
2　v1C．n1D．n
1<
n
2　v1>v2
4．如图所示，间距为d的两细束平行单色光线以相同的入射角射到夹角为θ的两平行玻璃砖下表面，则从玻璃砖上表面射出的两光线（　　）
A．仍然平行，间距小于d
B．仍然平行，间距大于d
C．不再平行，成为会聚光
D．不再平行，成为发散光
5．一束红光和一列声波，分别由空气传入水中，以下说法正确的是（　　）
A．二者的频率都不变
B．二者的波长都不变
C．二者的波长都变大
D．二者的波速都变大
6．图甲为某同学利用半圆形玻璃砖测定玻璃折射率n的装置示意图，AO、DO分别表示某次测量时，光线在空气和玻璃中的传播路径。在正确操作后，他利用测出的数据作出了图乙所示的折射角正弦值（）与入射角正弦值（）的关系图象。则下列说法正确的是（　　）
A．光由D经O到A
B．该玻璃砖的折射率
C．若由空气进入该玻璃砖中，光的频率变为原来的
D．若由空气进入该玻璃砖中，光的波长变为原来的
E.若以60°角由空气进入该玻璃砖中，光的折射角的正弦值为
7．如图所示，波长为λa和λb的两种单色光射入三棱镜，经折射后射出两束单色光a和b，则这两束光（　　）
A．三棱镜对光的折射率na＞nb
B．射向同一双缝干涉装置，其干涉条纹间距Δxa＞Δxb
C．在水中的传播速度va＜vb
D．在真空中波长λa＞λb
8．一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示。设玻璃对a、b两种单色光的折射率分别为和，、两种单色光在玻璃中的传播速度分别为和，则（　　）
A．
B．
C．
D．
9．关于折射率，下列说法正确的是（　　）
A．某种介质的折射率等于光在介质中传播速度v和光在真空中的传播速度c的比值
B．折射角和入射角的大小决定着折射率的大小
C．两种介质相比较，折射率小的介质折光性较差
D．任何介质的折射率都大于1
E.折射率的大小由介质本身决定
10．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
E.反射光线与折射光线的夹角为90°
11．一光线以很小的入射角i射入一厚度为d、折射率为n的平板玻璃，光在真空中的速度大小为c，则光线在平板玻璃中传播的距离为_____________；光线通过平板玻璃的时间为_____________。（不计平板玻璃内反射光线）
12．如图所示，直线代表平静的水面，一束由红光和紫光组成的复色光射到水面上，折射光线与直线的夹角分别为α和β。如果水对紫光的折射率为nβ，则水对红光的折射率为_____，红光和紫光在水中的传播速度之比为_____。
13．如图所示，阳光与水平面的夹角为θ。现修建一个截面为梯形的鱼塘，欲使它在注满水的情况下，阳光可以照射到整个底部。光在水中的传播速度v=___；鱼塘右侧坡面的倾角α应满足的条件是__。（设光在真空中的速度为c，水的折射率为n）
参考答案
1．C
【解析】
A、由题图可知a光在玻璃砖中的偏折程度较小，所以玻璃砖对a光的折射率小，C正确；折射率小，频率低，所以a光的频率小于b光的频率，A错误；
B、因为a光的频率大，根据
知，则a光的波长长，B错误；
C、a光在玻璃砖中的偏折程度较小，所以玻璃砖对a光的折射率小，C正确；
D、根据知，折射率小的临界角大，所以光束a的临界角比光束b的临界角大，D错误；
故选C．
2．B
【解析】
A．由图可知，两束单色光的入射角相等，单色光1的折射角小于单色光2的折射角，设光线由空气射向玻璃时的入射角是折射角为，根据折射定律
可知，玻璃对单色光1的折射率大于单色光2的折射率，单色光1的频率大于单色光2的频率，故A错误；
B．根据几何知识可知，折射光线射到平行玻璃板下表面的入射角等于上表面的折射角，根据光路可逆性可知，下表面的折射角等于上表面的入射角，根据几何关系可知，出射光线与入射光线平行，则两条出射光线平行，故B正确；
C．由
可知，单色光1的波长小于单色光2的波长，故C错误；
D．根据
可知在玻璃中单色光1的传播速度小于单色光2的传播速度，故D错误。
故选B。
3．D
【解析】
根据全反射公式可得
再由可得
故选D。
4．B
【解析】
平行玻璃砖的上下两个表面平行，由几何知识可知，光线在下表面的折射角等于上表面上的入射角，根据光路可逆性得知，光线在上表面的折射角等于下表面上的入射角，由几何关系可知，出射光线必定与入射光线平行。所以从玻璃砖上表面射出的两光线仍然平行。
由于光的折射，光线发生侧移，光路如图，
可知出射光线的间距D＞d，故B正确，ACD错误。
故选B。
5．A
【解析】
波的频率是由波源决定的，故一束红光和一列声波由空气进入水中，频率都不变。红光的波速减小，声波的波速变大，由波速公式v=λf得知，红光的波长减小，声波的波长变长，故BCD错误，A正确。
故选A。
6．BDE
【解析】
AB．由折射定律
可知sinr-sini图象的斜率的倒数表示折射率，所以n=1.5>1，说明实验时光由A经过O到D，故A错误，B正确；
CD．在由空气进入该玻璃砖时，光的频率不变，光的波长变为原来的，故C错误，D正确；
E．以入射角i=60°由空气进入该玻璃砖时，由折射定律
其折射角的正弦值为
故E正确。
故选BDE。
7．BD
【解析】
由图看出，a的偏折角小，则玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率，所以a光的频率小于b光的频率；
A．根据以上分析可知，三棱镜对光的折射率naB．
a的折射率较小，频率较小，波长较长，而双缝干涉条纹间距与波长成正比，所以相邻暗条纹间距a光的较大，故B正确；
C．
a光的折射率小，由分析知，在水中，a光的传播速度大于b光的传播速度，故C错误；
D．
a的折射率较小，频率较小，波长较长，故D正确。
故选BD。
8．AD
【解析】
AB．
由图看出，两束光的入射角i相同，玻璃对单色光a的折射角小于b的折射角，根据折射定律得知，玻璃对a光的折射率大于玻璃对b的折射率，即有na＞nb，故A正确，B错误；
CD．根据分析得到a光在玻璃中的传播速度小于b在玻璃中的传播速度，即有va＜vb，故C错误，D正确。
故选AD。
9．CDE
【解析】
A．根据，某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度c与光在介质中传播速度v的比值，A错误；
BCDE．介质的折射率只由介质本身决定，与入射光的入射角和折射角的大小以及介质中的光速无关。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，所以折射率总大于1，折射率小的介质折光性较差，故B错误，CDE正确。
故选CDE。
10．BDE
【解析】
ABE．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°，反射光线与折射光线垂直，光是从介质射入真空的，A错误BE正确；
CD．折射率
C错误D正确。
故选BDE。
11．
【解析】
[1]设光线第一次射到平板玻璃的折射角为r，则
那么光线在平板玻璃中传播的距离为
[2]光线在玻璃中的传播速度为
则光线通过平板玻璃的时间为
12．
【解析】
[1]设入射角为，由折射定律可得
同理
解得
[2]因为
解得
13．
【解析】
[1]光在水中的传播速度
[2]欲使鱼塘注满水的情况下，阳光可以照射到整个底部，则折射光线与底部的夹角大于等于α，故折射角
又入射角
根据折射定律有则有
所以