第四章 光的折射和全反射（B卷） -2025-2026学年高二上学期物理鲁科版选择性必修第一册大单元章节检测

满分 100分 时间 60分钟 第四章 大单元检测卷·B卷 一、选择题，本大题共10小题，每小题5分，共50分。每小题四个选项中只有一项符合题目要求。 1.如图所示，为等边三棱镜，一束单色光照射到边上的D点，折射光线刚好与平行，入射光线与边的夹角为，则三棱镜对光的折射率为( ) A. B. C. D. 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.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 4.一束光线从空气射向折射率为1.5的玻璃，入射角为45°，下面光路图中正确的是( ) A. B. C. D. 5.如图所示，将一根半径为r的圆柱形透明材料弯成外径为R的半圆形，现有一单色光束垂直于左端面EF射入材料，若该光束一定不会从材料的侧面射出，已知该光在此材料中的折射率为。则透明材料的半径r与弯成的半圆形外径R应满足的关系，下列正确的是( ) A. B. C. D. 6.如图是方解石形成的双折射现象实验的照片。下列关于方解石的说法正确的是( ) A.是非晶体 B.具有固定的熔点 C.所有的物理性质都是各向异性 D.是由许多单晶体杂乱无章排列组成的 7.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. 8.如图为老师上课用激光笔测量一半圆形透明玻璃砖折射率时的一个场景，则( ) A.OB为折射光线，当入射光绕O点顺时针转动到一定程度时OA会消失 B.OA为反射光线，当入射光绕O点逆时针转动到一定程度时OA会消失 C.AO为入射光线，当入射光绕O点逆时针转动到一定程度时OC会消失 D.AO为入射光线，当入射光绕O点顺时针转动到一定程度时OC会消失 9.在探究温度对介质折射率影响的实验中，半径为R的半圆柱形的截面如图所示，O为圆心，单色光从真空沿半径方向射入介质，光线延长线与水平直径间的夹角为45°。设定介质温度，令单色光在介质中的折射率恒为，光在真空中的传播速度为c，则光在介质中的传播时间为( ) A. B. C. D. 10.如图所示，透明材料制成圆柱形棒，折射率为。一束光线射向棒底面中心，折射入棒后经侧面全反射最终由棒的另一底面射出。为了保证光线在棒侧面发生全反射，入射角的正弦值取值范围为( ) A. B. C. D. 11.如图所示，楔形玻璃的横截面为直角三角形，顶角为45°，OA边上的点光源S到点O的距离为L，光在玻璃中的折射率为，光线射向OB边，不考虑多次反射，OB边上有光射出部分的长度为( ) A. B. C. D. 12.光纤通讯中信号传播的主要载体是光纤，它的结构如图甲所示。一束激光由光导纤维左端的点O以的入射角射入一直线光导纤维内，恰好在光导纤维的侧面（侧面与过O的法线平行）发生全反射，如图乙所示。下列说法中正确的是( ) A.光纤内芯的折射率比外套的小 B.频率越大的光在光纤中传播的速度越小 C.光从左端空气中进入光纤内芯后，其频率变大 D. 二、非选择题，共40分 13.（6分）某同学做了“测定玻璃的折射率”的实验。 （1）为了取得较好的实验效果，则( ) A.选择的入射角应尽量小些 B.大头针应垂直地插在纸面上 C.大头针和及和之间的距离尽量小些 （2）该同学在测量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，他以O点为圆心，OA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分别交于B点和D点，如图甲所示，他测得，，则可求出玻璃的折射率________。 （3）他在画界面时，不小心将两界面间距画得比玻璃砖的宽度稍大些，如图乙所示，则他测得的折射率________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 14.（8分）在用“插针法”测量玻璃折射率的实验中： （1）在“用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率”的实验中，其实验光路图如图1所示，对实验中的一些具体问题，下列说法正确的是________。 A.为减小作图误差，和间距离应适当小一些 B.为减小测量误差，和连线与玻璃砖界面法线的夹角应适当取大一些 C.为减小误差，应当选用宽度较大的玻璃砖完成实验 D.实验中玻璃砖在纸上的位置不可移动，可用玻璃砖代替尺子画出边界线以固定玻璃砖在纸上的位置 （2）甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面和后，不小心碰了玻璃砖使它向一侧平移了少许，如图2所示，他随后实验测出的折射率________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 （3）乙同学在画界面时，不小心将两界面、间距画得比玻璃砖宽度大些（仍然与平行），如图3所示，他随后实验测得的折射率________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 （4）丙同学在画界面时，不小心将界面画歪了一些，如图4所示，他随后实验测得的折射率________________________________________________。 15.（12分）如图，一个圆柱形储油桶的底面直径与高均为d。当桶内没油时，从某点A恰好能看到桶侧面的E点，当桶中装满油时，仍沿AE方向看去，恰好看到桶底d边缘的B点，已知B、E两点相距，光在真空中传播的速度为c，不考虑桶壁的反射，求： （1）油的折射率； （2）来自B点的光在油中传播的最长时间。 16.（14分）如图所示，一种透明柱状材料的横截面是由一个等腰梯形和一个圆组成，圆的半径。一束单色光从等腰梯形边的中点A垂直射入，在圆弧上B点恰好发生全反射后射向边上的D点（光路未画出），已知，，光在真空中的传播速度为，不考虑多次反射的情况，求： (1)透明柱状材料的折射率； (2)光线从A点到D点的传播时间t。 物理·单元检测B卷·第 1 页 学科网（北京）股份有限公司 1.答案：B 解析：依题意，几何关系可知入射角为，折射角为，则故选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：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。 4.答案：C 解析：光由空气射向玻璃，是光疏介质射入密介质，不可能发生全反射，即在界面同时发生折射和反射，根据折射定律，则光折射角小于入射角，根据反射定律，反射角等于入射角。故选C。 5.答案：A 解析：光不从侧面射出的临界条件是入射光在外侧面处发生全反射，临界光路如图所示： 可得，解得，所以该光束不从侧面射出，则弯成的半圆形半径R与纤维束半径r应满足的关系为，故选A。 6.答案：B 解析：光在晶体中的双折射现象就是光学各向异性的表现，所以图中方解石的双折射现象说明方解石是单晶体，具有固定的熔点，故A错误，B正确；单晶体具有规则的几何形状、各向异性和一定的熔点等性质，由于单晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同，即为各向异性，则单晶体具有各向异性，但并非所有的物理性质都是各向异性，故C、D错误。 故选B. 7.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。 8.答案：C 解析： AB.由反射角与入射角相等，反射光线与入射光线分居法线两侧，折射角与入射角不等，折射光线与入射光线分居法线两侧，可知AO为入射光 线，CO为折射光线，故AB错误； CD.由图可知，入射角小于折射角，即光从光密介质进入光疏介质；根据全反射条件：光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于等于临界 角；由光的传播情况，结合全反射条件，可知当入射光线绕O点顺时针转动时，入射角减小，折射角也减小，折射光线不会消失；当入射光 绕O点逆时针转动时，入射角增大，折射角也增大，当入射角大于临界角时，折射光线CO会消失，故D错误，C正确 故选C。 9.答案：D 解析：由全反射条件，可知临界角，单色光在介质中发生全反射现象，传播时间为，，得。 故选D。 10.答案：B 解析：光线恰好在棒侧面发生全反射，则有 因为 联立解得 代入题中数据解得 故取值范围为 故选B。 11.答案：C 解析：根据全反射临界角公式有，可知发生全反射的临界角为60°，所以光线可以从O点射出，恰好在OB边发生全反射的光线与OB边的夹角为30°，根据几何关系及正弦定理可知，解得，故选C. 12.答案：B 解析：A.激光在内芯和外套的界面上发生全反射，所以内芯是光密介质，外套是光疏介质，即光纤内芯的折射率比外套的大，故A错误； B.频率越大的光，介质对它的折射率越大，根据 可知光在光纤中传播的速度越小，故B正确； C.光从左端空中进入光纤内芯后，波长和波速会发生变化，但频率和周期不变，故C错误； D.根据折射定律 根据全反射公式 解得 故，故D错误。 故选B。 13.答案：（1）B （2） （3）偏小 解析：（1）A.为了减小测量的相对误差，入射角应适当大些，故A项错误； B.为了准确确定入射光线和折射光线，大头针应垂直地插在纸面上，故B项正确； C.为了准确确定入射光线和折射光线，减小入射角与折射角测量的相对误差，大头针和及和之间的距离尽量大些，故C项错误。 故选B。 （2）图甲中AO所确定的为入射光线，为折射光线，设圆点半径AO为R，光线在玻璃砖上表面的入射角为i，折射角为r，由几何关系有， 有折射定律有 （3）光路图如图所示 由于边界画得较宽，从而折射角偏大，黑色为真实光线，红线为测量所画光线，从而测量的折射率偏小。 14.答案：（1）BC （2）不变 （3）偏小 （4）见解析 解析：（1）为减小作图误差，和间距离应适当大一些，A错误；和连线与玻璃砖界面法线的夹角适当大一些，折射现象更明显，误差较小，B正确；宽度较大的玻璃砖，光在玻璃砖中的路程长，入射点与出射点间距离较大，确定角度较准确，误差较小，C正确；不可用玻璃砖代替尺子，应沿玻璃砖描点后，用尺子画出玻璃砖界面，D错误。故选B、C。 （2）根据题意，如图1，入射角与折射角没有误差，测量的折射率不变。 （3）根据题意，如图2，入射角不受影响，但折射角的测量值大于真实值，根据，测得的折射率偏小。 （4）画出的界面与真实界面存在交点，左侧界面宽度变小，若光线从交点左侧出射，则测得的折射率偏大；若从交点出射，测得的折射率不变；若从交点右侧出射，测得的折射率偏小。 15.答案：（1） （2） 解析：（1）光路图如图所示 由光的折射定律可知 解得折射率 （2）设来自B点的光在油中传播的最大距离为L，则 光在油中的传播速度为v，则 光在油中传播的最长时间为t，则 代入数据解得 16.答案：答案：(1)2；(2) 解析：(1)作出光线的光路图，如图所示 设全反射临界角为C，由几何关系可得 光在圆弧上恰好发生全反射的临界角 可得。 (2)光线在材料中的传播速度 光线从A点到D点的光程 光线从A点到D点的传播时间。 物理·单元检测B卷答案·第 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $