4.1光的折射 同步练习 -2025--2026学年高二上学期物理鲁科版选择性必修第一册

4.1光的折射 1．如图所示，由同种材料制成的玻璃吊坠下部分是半径为R的半球体，上部分是高为R的圆锥体，O点为半球体的球心，M为圆锥体的顶点.平行于MO的光线从半球体表面N点射入玻璃吊坠，经折射后恰好经过M点，N点到直线MO的距离为，则该玻璃吊坠的折射率为( ) A. B. C. D. 2．一列水波经过深度不同的水域传播时的图样如图所示.则该现象是( ) A.反射 B.折射 C.干涉 D.衍射 3．蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到蝴蝶翅膀的鳞片上发生了干涉。电子显微镜下的两片鳞片平行，厚度均匀，结构的示意图如图所示。一束蓝光以入射角i从a点入射，一部分光直接反射，另一部分光经过一系列折射、反射后从b点射出。下列说法正确的是( ) A.a点的反射光线与b点的折射光线平行 B.若入射角i变大，则入射点a与出射点b间的距离将变小 C.若仅将蓝光换为红光，则入射点a与出射点b间的距离不变 D.若仅将蓝光换为紫光，则入射点a与出射点b间的距离变大 4．如图所示，半径为R的半球形玻璃砖的折射率为，底面镀银（光线发生反射），球心为O，与底面垂直的一束光线从圆弧面射入，已知该光线与O点之间的距离为，光在真空中传播速度为c，此光线在玻璃砖内传播的时间为( ) A. B. C. D. 5．图甲为日晕现象，是光线射入卷层云中的冰晶后，分散成不同方向的单色光，形成围绕太阳的彩色光环。图乙为一束太阳光射到冰晶时的光路图，a、b为折射后的两种单色光，则在冰晶中( ) A.a光比b光频率大 B.a光比b光波长小 C.a光比b光速度小 D.a光比b光折射率小 6．如图，折射率为的棱镜的横截面为等腰直角三角形，，BC边所在底面上镀有一层反射膜。一细光束沿垂直于BC方向经AB边上的M点射入棱镜，若这束光在BC边上O点反射后，恰好射向顶点A，O点图中未标出，下列说法正确的是( ) A.在M点折射角为 B.在BC上反射角为 C.M位于AB中点 D. 7．一组平行的细单色光束垂直于半圆柱形玻璃的平面射到半圆柱玻璃上，如图所示。已知光线Ⅰ沿直线穿过玻璃，它的入射点为O，光线Ⅱ的入射点为A，穿过玻璃后两条光线交于一点。已知玻璃截面的圆半径为R， ，玻璃的折射率。两条光线射出玻璃后的交点与O点的距离是( ) A. B. C.R D. 8．某同学用圆柱形玻璃砖做测量玻璃折射率的实验时发现，当激光束从玻璃砖一侧的A点，以如图所示方向射入时，会经过两次折射，从另一侧的B点射出，出射光线与入射光线的偏向角恰好为60°，AB弧所对圆心角恰好为120°，可推知玻璃砖的折射率为( ) A. B. C. D. 9．用一束激光斜射入液面，入射光线、反射光线和折射光线如图所示，通过测量发现入射光线与液面成37°角，反射光线与折射光线相互垂直，则该液体的折射率为( ) A. B. C. D. 10．“半波损失”是指反射光在离开反射点时的振动方向相对于入射光到达入射点时的振动方向相反的现象，这种现象仅存在于光从光疏介质射向光密介质的反射光中，折射光没有“半波损失”。某种防蓝光眼镜，从眼镜前面观察，发现镜片呈蓝色，这是因为镜片前表面镀膜增强了蓝光的反射。已知膜的折射率大于镜片的折射率，膜的最小厚度为d,蓝光在膜中的波长为λ。下列关系式正确的是( ) A. B. C. D. 11．我国某企业正在全力研发“浸没式”光刻机。原理是一种通过在光刻胶和投影物镜之间加入浸没液体，从而减小曝光波长，提高分辨率的技术，如图所示。若浸没液体的折射率为1.5,则加入液体后，该曝光光波( ) A.在浸没液体中传播时频率变大 B.在浸没液体中的传播速度变为原来在空气中的1.5倍 C.在浸没液体中的曝光波长变为原来在空气中的 D.传播相等的距离，在浸没液体中所需的时间变为原来在空气中的 12．如图所示，楔形玻璃的横截面为等腰直角三角形，AB边上有一点光源S，垂直于AB边的光线SN在AC边的折射角为60°。则楔形玻璃的折射率为( ) A. B. C. D. 13．如图所示，由红、蓝两种单色光组成的复合光束照射到平行玻璃砖后在屏上出现a、b两个光点.下列说法正确的是( ) A.射向a处的光是蓝光 B.射向a处的光在玻璃砖中传播速度大 C.若将玻璃砖向光屏平移，a、b两点间的距离将减小 D.若将玻璃砖向光屏平移，a、b两点间的距离将变大 14．如图所示为一斜边镀银的等腰直角棱镜的截面图。一细黄光束从直角边AB以角度θ入射，依次经AC和BC两次反射，从直角边AC出射。出射光线相对于入射光线偏转了α角，则α( ) A.等于90° B.大于90° C.小于90° D.与棱镜的折射率有关 15．将一根筷子竖直插入到装有水的玻璃杯中，从水平方向拍摄的照片如图甲所示：看上去，浸在水中的这段筷子产生了侧移，而且变粗了。乙图为筷子在玻璃杯中的俯视图，O为圆心，P为筷子在水中的位置，以下说法正确的是( ) A.筷子侧移是因为光的折射现象，变粗是因为凸透镜的放大现象 B.若将筷子平移到圆心O点，筷子不会侧移但会放大 C.若沿虚线方向观察插入在O点处的筷子，看到水中的筷子位置与实际位置相同 D.若沿虚线方向观察插入在P点处的筷子，看到水中的筷子位置与实际位置相同 16．某透明容器中存在三层平行分层介质，界面水平，光从空气（折射率可近似为1）中以入射角斜向下传播（忽略反射和吸收，不发生全反射）。若从上到下各层介质折射率分别为、、，对应的折射角分别为（上层）、（中层）、（下层），下列说法中可能正确的是( ) A.若、、，则 B.若、、，则 C.若、、，则 D.若，则 17．冰雕展上，厚厚的冰墙内安装有LED光源，冰墙表面平整而光滑，光源可视为点光源。小明想测量光源到墙面的距离h及冰的折射率n,设计了如下实验：如图(a)所示，将半径为r的圆形纸片贴在墙面上，圆心正对光源。用白纸板作屏，平行墙面从纸片处向后移动，当屏上黑影的半径等于2r时，测出屏到墙面的距离为d,换用不同半径的纸片重复上述实验，得到多组数据，在坐标纸上画出图如图(b)所示，直线横截距为a,纵截距为b,则( ) A.光源到墙面的距离为 B.光源到墙面的距离为 C.冰的折射率为 D.冰的折射率为 18．半径为R的半圆柱形玻璃砖置于空气中，其横截面如图所示，O为圆心，AB面水平，设光在空气中的传播速率为c。一束单色光与水平面成45°角照射到AB面上的D点，D为OA中点，折射光线刚好照射到圆弧最低点C，光线在C点折射后照射到地面上的E点（图中未画出），现将入射点从D点移到O点，保持入射方向始终与原入射方向平行，最终光线也照射到地面上的E点，不考虑光的反射。则下列说法正确的是( ) A.玻璃砖对光的折射率为 B.C点到E点的距离为2R C.C点离地面的高度为R D.光在玻璃砖中的传播速率为 19．如图所示为某同学利用插针法测定半圆形玻璃砖折射率的实验，在一半圆形玻璃砖外面插上、、、四枚大头针时，、恰可挡住、所成的像，关于该实验： （1）以下说法正确的是___； A.、及、之间的距离适当大些，可以提高准确度 B.、及、之间的距离取得小些，可以提高准确度 C. 入射角适当大些，可以提高准确度 D.、的间距及入射角的大小均与实验的准确度无关 （2）该玻璃砖的折射率___，另一同学将大头针插在和位置时，沿着、的方向看不到大头针的像，其原因可能___。 20．如图所示，两条距离为D的平行光线，以入射角θ从空气射入平静水面，反射光线与折射光线垂直.求： （1）水的折射率n； （2）两条折射光线之间的距离d. 21．如图所示，光由空气射入某种介质时的折射情况，光在真空中传播速度为c。求： （1）介质的折射率n； （2）光在介质中的传播速度v。 参考答案 1．答案：C 解析：因为，所以，由几何知识， 2．答案：B 解析:深度不同，则水压不同，水密度不同。水波在不同密度的水中传播速度不同，会发生折射现象。 故选B。 3．答案：A 解析: A.图中鳞片平行，厚度均匀，作出光路图，如图所示 由图可知，a点的反射光线与b点的折射光线平行，故A正确; B.如图所示 由图可知，入射角;变大，则折射角变大，折射光线在下面鳞片的发生反射的位置右移，则b点的位置也右移，a、b两点间的距离变大，故B错 误; C、若仅将蓝光换为红光，入射光的折射率变小，根据折射定律可知，折射角变大，则入射点“与出射点b间的距离变大，故C错误 D:若仅将蓝光换为紫光，入射光的折射率变大，根据折射定律可知，折射角变小，则入射点与出射点b间的距离变小，故D错误。 故选A。 4．答案：B 解析：折射率 由几何关系可知，解得 解得折射率 由光路图可知，光线传播路程为 光线在玻璃砖内传播的速度 时间 故B正确。 5．答案：D 解析:由图可知，太阳光射入冰晶时，a光的偏折程度比b光的偏折程度小，则冰晶对a的折射率比对b的折射率小，即：，则由可知，在冰晶中a光比b光速度大，即：；折射率越小的光，频率越小，波长越大，则由可知，冰晶中a光比b光频率小，a光比b光波长大； 故D正确，ABC错误； 故选：D。 6．答案：D 解析:A.画出光路图，如图所示 光线垂直于BC方向射入，根据几何关系可知入射角为，由于棱镜折射率为，根据折射公式可求出折射角为，故A错误； B.折射角为，可得，可得光线在BC上反射角为，故错误； CD.根据角度关系，可求出且为等腰三角形，可得 和相似，设，故有 即，故M不在AB中点，故D正确，C错误。 故选D。 7．答案：A 解析:光路如图所示 光线Ⅱ沿直线进入玻璃，在半圆面上的入射点为B，入射角设为，折射角设为，则 由折射定律 得 则折射角，由几何关系知，则 故选A。 8．答案：A 解析：根据题意，作出光路图，如图所示，作入射光线与出射光线的延长线，交点设为D点，设光在A点发生折射时入射角为i，折射角为r，根据几何知识和光路的可逆性标出各角度如图所示，在四边形AOBD中由几何关系得，解得，在中有，解得，由折射定律可知，A正确。 9．答案：A 解析：根据反射定律可标出入射角和反射角如图所示，由题意及几何关系可知入射角，折射角，由折射定律知折射率，A正确，BCD错误。 10．答案：A 解析：由题意可知，蓝光从空气射入膜在反射时发生了半波损失，从膜射入镜片在反射时不会发生半波损失，则膜的前后两个表面反射的蓝光的振动方向相反，又光程差为膜厚度的2倍，两个反射光振动加强，则有,可得,当时，最小，即膜的最小厚度,A正确。 11．答案：C 解析：频率由光源决定，光由空气进入浸没液体中传播时，光波频率不变，A错误；光在浸没液体中的传播速度为,即光在浸没液体中的传播速度变为原来在空气中的,B错误；光在浸没液体中的曝光波长为,光在空气中的波长为,则光在浸没液体中的波长变为原来在空气中的,C正确；光在浸没液体中的传播速度为原来在空气中的,则传播相等的距离，光在浸没液体中所需的时间变为原来在空气中的,D错误。 12．答案：B 解析:由题知，在空气中的角度 在玻璃中，根据几何关系，可知角度为 根据折射定律 代入数据可得 故选B。 13．答案：B 解析：射向a处的光第一次在玻璃砖中的折射角大于射向b处的光，则a处的光折射率小，是红光，在玻璃砖中传播速度大，光从玻璃砖射出后仍与入射光平行，可知将玻璃砖向光屏平移a、b两点间的距离不变，B正确. 14．答案：A 解析：如图所示，由几何关系有 由折射定律有 故 结合几何知识可知,A正确。 15．答案：ABC 解析:A.筷子侧移是因为光的折射现象；变粗是因为杯壁是一个曲面，与水组成凸透镜，是凸透镜的放大现象，故A正确； BC.若将筷子平移到圆心O点，光线沿杯子的半径方向从水中射如空气，入射光线垂直杯子与空气的界面，不会发生折射现象，所以筷子不会侧移，看到水中的筷子位置与实际位置相同，但水和杯壁依然组成凸透镜，所以仍然会放大，故BC正确； D.同理可知，若沿虚线方向观察插入在P点处的筷子，入射光线与杯子与空气的界面不垂直，有入射角，会发生折射现象，所以看到水中的筷子位置与实际位置不同，故D错误。 故选ABC。 16．答案：AB 解析：ABC.光在分界面上发生折射时，根据折射定律有、、 由此可得若，则，所以折射率越大，折射角越小，故AB正确，C错误； D.若，则 由于，所以，故D错误。 故选AB。 17．答案：AD 解析： 18．答案：CD 解析：画出光路如图所示，光线在AB面上入射时与AB的夹角为，根据几何关系有，则，折射率，选项A错误；，根据几何关系有，联立解得，选项B错误，C正确；光在玻璃砖中的传播速率，选项D正确。 19．答案： AC；；发生了全反射 解析: （1）为了减小实验的误差，大头针之间的距离适当大一些，入射适当大一些，故AC正确，BD错误。故选AC。 （2）根据折射定律得，玻璃砖的折射率为 光从光密介质进入光疏介质，入射角大于等于临界角时，会发生全反射，沿着 的方向看不到大头针的像，其原因可能是发生了全反射。 20．答案：（1） （2） 解析：（1）由光路图可知，入射角为θ，折射角为，由折射定律可得，水的折射率. （2）分析几何关系有，解得. 21．答案：（1）；（2） 解析:（1）由折射率公式可得 （2）光在介质中的传播速度 学科网（北京）股份有限公司 $