课时作业(十九) 光的折射(Word练习)-【金榜题名】2025-2026学年高二物理选择性必修第一册高中同步学案（人教版）

课时作业(十九)　光的折射 [基础达标练] 1．光从某种玻璃中射向空气，入射角i从零开始增大到某一值的过程中，折射角γ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．比值逐渐增大 D．比值是一个小于1的常数 解析：选D　光从某种玻璃中射向空气时，入射角i小于折射角γ，则＝，即比值是一个小于1的常数，故选D． 2．折射现象中，下列说法正确的是(　　) A．折射角一定小于入射角 B．折射率跟折射角的正弦值成反比 C．折射角增大为原来的2倍，入射角也增大为原来的2倍 D．折射率大的介质，光在其中传播的速度小 解析：选D　A．折射现象中，折射角和入射角的大小关系与介质的疏密有关系，故A错误；BC．根据折射定律，有n＝故B错误；C错误；D．根据关系式，有n＝可知，折射率大的介质，光在其中传播的速度小．故D正确．故选D． 3．如图所示，落山的太阳看上去正好在地平线上，但实际上太阳已处于地平线以下，观察者的视觉误差大小取决于当地大气的状况．造成这种现象的原因是(　　) A．光的反射　　　　　 B．光的折射 C．光的直线传播 D．小孔成像 解析：选B　光在同一种均匀、透明介质中沿直线传播，在不均匀的透明介质中不沿直线传播，会发生折射．由于大气层上疏下密，光线穿过不均匀的大气层时连续发生折射，傍晚当阳光的折射光线沿水平线进入人眼时，此时的入射光线已经在地平线以下了，我们平时傍晚看到的“红红的太阳”实际上是太阳的虚像，真实的太阳可能已经在地平线以下了．故选B． 4． 如图，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°．已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行．此玻璃的折射率为(　　 ) A． B．1．5 C． D．2 解析：选C　作出光线在玻璃球体内的光路图，A、C是折射点，B是反射点，OD平行于入射光线，由几何知识得，∠AOD＝∠COD＝60°，则∠OAB＝30°，即折射角r＝30°，入射角i＝60°，所以折射率n＝＝，C正确． 5．(多选)光射到两种不同介质的分界面，分析其后的传播形式可知(　　) A．折射现象的出现表明光不再遵循光的反射定律 B．在光的折射现象中，光路是可逆的 C．折射光与入射光的传播方向总是不同的 D．发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同 解析：选BD　AB．在光的反射现象中，遵循光的反射定律，在光的折射现象中，遵循光的折射定律，光路是可逆的，A错误，B正确；CD．当光垂直射向分界面时，即光以零度入射角入射时，入射光与折射光传播方向相同，发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同，C错误，D正确．故选BD． 6．如图，空气中有一束复色光从O点入射到半圆柱体玻璃砖．因不同颜色的光在该玻璃砖中折射率不同，导致玻璃中的两束折射光线分别从A、B点出射．记从A、B两点出射的光在玻璃砖中传播的时间分别为tA和tB，则(　　) A．tA大于tB B．tA等于tB C．tA小于tB D．因入射角度未知，无法比较tA和tB大小 解析：选B　设两束折射光线的折射率分别为nA和nB，在玻璃中的速度分别为vA和vB，折射角分别为α和β，如图所示： nA＝＝解得vA＝c　nB＝＝解得vB＝ c由图中几何关系可知，从A、B两点出射的光在玻璃砖中传播的时间分别为tA＝＝， tB＝＝可得tA＝tB故选B． 7．牛顿曾利用三棱镜将白光分解为彩色光．如图所示，两个完全相同的三棱镜平行放置，将一束包含红、蓝两色的激光射入三棱镜A，则三棱镜B射出的光线可能正确的是(　　) A．　 B． C．　 D． 解析：选A　CD．首先三棱镜可以将光分解，因为不同颜色的光在三棱镜里的折射率不同，CD错误；AB．光从三棱镜里折射到空气里光是向着法线方向靠近的，并且蓝光的折射率比红光大．在第一个棱镜里光就已经分解完毕了．而射出第一个棱镜后红蓝光就相当于是平行光了，在第二个棱镜里不会改变上下顺序，所以A正确．故选A． 8．(多选)如图所示，O1O2是半圆柱形玻璃砖的对称轴，MN是垂直于O1O2放置的光屏，A、B是关于O1O2轴对称且相互平行的两束不同的细光束，A、B从玻璃砖右方射出后，沿O1O2方向左右移动光屏，可在光屏上得到一个光斑P．根据该光路图，下列说法正确的是(　　) A．A光从空气进人该玻璃砖后，其频率不变 B．该玻璃砖对A光的折射率比对B光的折射率大 C．在玻璃砖中，A光的传播速度比B光的传播速度大 D．在真空中，A光的波长比B光的波长短 解析：选AC　A．因为同种光在不同介质中传播时的频率不变，所以A光从空气进入该玻璃体后，其频率不变，故A正确；BD．根据题中的光路图可知，B光的偏折程度比A光的大，则玻璃砖对B光的折射率大于对A光的折射率，且B光的频率较大，则A光的波长较长，故BD错误；C．根据v＝，A光的折射率较小，则A光在玻璃砖中的传播速度较大，故C正确．故选AC． 9． 雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是由阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象．在说明这种现象时，需要分析光线射入水珠后的光路，一细束光线射入水珠，水珠可视为一个半径为R＝10 mm的球，球心O到入射光线的垂直距离为d＝8 mm，水的折射率为n＝． (1)在图中画出该束光线射入水珠后，第一次从水珠中射出的光路图； (2)求这束光线从射向水珠到第一次射出水珠，光线偏转的角度． 解析：(1)如图所示： (2)由几何关系知sin θ1＝＝0．8，θ1＝53° 由折射定律sin θ1＝nsin θ2得sin θ2＝0．6，θ2＝37° 则光线偏转的角度φ＝2(θ1－θ2)＝32° 答案：(1)见解析　(2)32° [能力提升练] 10． 如图所示，△ABC为某种玻璃制成的三棱镜的横截面，其中∠A＝45°，∠B＝60°，AB长度为30 cm．今有一束单色光从P点垂直BC边入射，边AC边上的M点出射，出射方向与AC的夹角为60°，则玻璃的折射率为(　　) A．2sin 15° B． C．2cos 15° D． 解析： 选C　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∠AMN＝180°－∠A－(90°－∠2)＝105°，光在AC边M点，∠3＝∠AMN－90°＝15°，∠4＝90°－60°＝30°玻璃的折射率为n＝＝＝2cos 15°故选C． 11． (多选)如图所示，等边三角形ABC为某透明玻璃三棱镜的截面图，边长等于L，在截面上一束足够强的细光束从AB边中点与AB边成30°角由真空射入三棱镜，从BC边射出的光线与BC的夹角为30°．光在真空中的速度为c，则(　　 ) A．玻璃的折射率为 B．玻璃的折射率为 C．光在三棱镜中的传播路程为0．5L D．光在三棱镜中的传播时间为 解析： 选ACD　光射入三棱镜的光路图如图所示： i1＝90°－30°＝60°， 由折射定律得：n＝ 光在BC边折射时，由折射定律有：＝ 由题意知r2＝90°－30°＝60°，则i2＝r1 由几何关系可得r1＝i2＝30°，则n＝ 由几何知识知：从AB边上射入的光在三棱镜中的传播路程s＝0．5L， 光在三棱镜中的传播速度v＝＝c， 故光在三棱镜中的传播时间t＝＝． 12．纸张中的纤维素晶体的折射率为1．6左右，而食用油的折射率为1．5左右，水的折射率约为1．3，普通纸中纤维素晶体之间留有大量的孔隙，因而显得不透明，但是浸油的纸却会变得很透明．下列关于这个现象的说法中，错误的是(　　) A．这四种介质(纤维素晶体、食用油、水、空气)中，光在纤维素晶体中的速度最小 B．光线穿过普通纸时，会在纤维素晶体和空气的众多分界面上发生各种不同方向的反射和折射 C．普通纸浸油后，光在油和纤维素晶体分界面上折射时，不会发生较大的光路弯折 D．光线在浸水的纸中各分界面上的弯折程度，比光线在浸油的纸中各分界面上的弯折程度更小 解析：选D　A．光在纤维素晶体中的折射率最大，由v＝可知，光在纤维素晶体中的速度最小，A正确，不符合题意；B．空气和纤维素晶体的折射率差别大，故光线在纤维素晶体和空气的分界面上折射时光路偏折大，而这些分界面的取向是杂乱的，将导致从纸下面物体发出的光线在不同界面折射后的出射方向差别太大，从而在另一侧无法形成清晰的像，这就是普通纸不透明的原因，B正确，不符合题意；C．而食用油和纤维素晶体的折射率很接近，光线在油和纤维素晶体分界面上折射时，不会发生较大的光路弯折，因此，从纸下面物体发出的光线通过浸油后的纸张时，出射光线相对没有纸张时的方向没有大的偏折，故可以形成较为清晰的像，显得浸油的纸是比较透明的，C正确，不符合题意；D．水和纤维素晶体的折射率差别相对较大，光线穿过浸水的纸后，偏折相对较大，故显得比浸油的纸不透明一些，但比普通纸又透明多了，D错误，符合题意．故选D． 13．(多选)如图是由不同材料制作的等腰直角三角形和半圆形玻璃砖，将它们放在水平面并相切于A点，AB是半圆形玻璃砖的直径，O是半圆形玻璃砖圆心．现将该光源放置在A点左侧P处，垂直水平面向上发射激光，经过半圆弧上某点M后，恰好又能经过B点，已知AC＝1．5R，AB＝2R，MB与水平方向夹角恰好为30°，等腰直角三角形玻璃砖的折射率n＝．下列说法正确的是(　　) A．半圆形玻璃砖的折射率n′＝ B．AP的距离为R C．半圆弧玻璃砖上M点到水平面的距离为R D．从P射出的激光，经过等腰直角三角形和半圆形玻璃砖的时间之比为2∶ 解析：选AC　A．假设从B发射某束激光，恰好经过M点，然后经过界面后到达P点，其光路图如图所示 根据光路可逆性，从P竖直向上发射的激光恰好到达B点．根据几何知识可知，射向M点的光线的折射角r等于60°，入射角等于30°，根据折射率n′＝　 可知n′＝A正确；B．根据上图可知MB＝R所以AP＝AC－CP＝AC－PD＝AC－MBsin 30°＝R，故 B错误； C．根据几何知识M点到水平面距离h＝MBsin 30°＝R，故 C正确；D．激光在等腰直角三角形的光速为v1＝c在半形玻璃砖的光速v2＝c时间之比为＝＝，故D错误．故选AC． 14．如图，一艘帆船静止在湖面上，距水面4 m的湖底P点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到帆船的竖直桅杆顶端，此时桅杆距P点的水平位移为7 m，该出射光束与竖直方向的夹角为53°(取sin 53°＝0．8)．已知水的折射率为． (1)求桅杆顶端高出水面的距离； (2)若旱季时，湖面水位降低了0．8 m，为使激光仍能照射到桅杆顶端(出射方向保持不变)，求此时桅杆距P点的水平位移． 解析：(1)设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为x1，到P点的水平距离为x2，桅杆高度为h1，P点水深为h2；激光束在水中与竖直面的夹角为θ， 由几何关系有＝tan 53°，＝tan θ 由折射定律有sin 53°＝nsin θ 设桅杆到P点的水平距离为x，则有x＝x1＋x2 联立方程代入数据解得h1＝3 m． (2)此时设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为x3，到P点的水平距离为x4，P点处水深为h4，桅杆到P点的水平距离为X，根据几何关系则有＝tan θ，＝tan 53°， h4＝h2－0．8 m，X＝x3＋x4 联立解得X＝6．4 m． 答案：(1)3 m　(2)6．4 m 学科网（北京）股份有限公司 $$