第4章 1 光的折射（Word练习）-【精讲精练】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册（人教版）江苏专版

[对应学生用书作业(十七)P33] [基础训练] 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　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。 答案　D 2．如图所示是一束光从空气射向某介质在界面上发生反射和折射现象的光路图，下列判断中正确的是(　　) A．AO是入射光线，OB为反射光线，OC为折射光线 B．BO是入射光线，OC为反射光线，OA为折射光线 C．CO是入射光线，OB为反射光线，OA为折射光线 D．条件不足，无法确定 解析　法线与界面垂直，根据反射角等于入射角，折射光线和入射光线位于法线两侧，可知CO为入射光线，OB为反射光线，OA为折射光线。 答案　C 3．光线由空气射向某介质，当入射角为i时，折射光线与反射光线正好垂直，那么这种介质的折射率和光在该介质中的速度分别为(　　) A．n＝sin i，v＝c·sin I B．n＝tan i，v＝c·tan i C．n＝tan i，v＝ D．n＝cos i，v＝ 解析　由于折射光线与反射光线正好垂直，所以折射角γ＝90°－i，则n＝＝＝tan i，A、D项错误；又n＝，故v＝＝，B项错误，C项正确。 答案　C 4．在折射现象中，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．入射角增大为原来的2倍，折射角也增大为原来的2倍 D．折射率大的介质，光在其中传播速度小 解析　折射角可能小于入射角，也可能大于入射角，例如光从水中射入空气时，折射角就大于入射角，故A错；某种介质的折射率对特定的光是一定的，不随折射角的正弦值的变化而变化，故B错；入射角的正弦与折射角的正弦成正比，而不是入射角与折射角成正比，故C错；由n＝知，D正确。 答案　D 5．一条光线从空气射入折射率为的介质中，入射角为45°，在界面上入射光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光线和折射光线的夹角是(　　) A．75°　　　　　　　 B．90° C．105° D．120° 解析　如图所示，根据折射定律＝n，则sin θ2＝＝＝，θ2＝30°，反射光线与折射光线的夹角θ＝180°－45°－30°＝105°，C正确。 答案　C 6．光在某种玻璃中的传播速度是×108 m/s，要使光由玻璃射入空气时折射光线与反射光线成90°夹角，则入射角应是(　　) A．30° B．60° C．45° D．90° 解析　依题意作出光路图如图所示。折射角：θ2＝90°－θ′＝90°－θ1，玻璃的折射率：n＝＝＝。由折射定律知：n sin θ1＝sin θ2，sin (90°－θ1)＝cos θ1，即tan θ1＝＝，得θ1＝30°。故正确选项为A。 答案　A 7．如图所示，玻璃三棱镜ABC的顶角A为30°，一束光线垂直于AB射入棱镜，从AC射出进入空气，测得出射光线与入射光线的夹角为30°，则棱镜的折射率为(　　) A． B． C． D． 解析　顶角A为30°，则光从AC面射出时，在玻璃中的入射角θ1＝30°。由于出射光线和入射光线的夹角为30°，由几何关系可得折射角θ2＝60°。由光路可逆和折射率的定义可知n＝＝，C项正确。 答案　C 8．在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路图如图所示，对实验中的一些具体问题，下列说法正确的是(　　) A．为了减少作图误差，P3和P4的距离应适当取小一些 B．为减少测量误差，P1、P2连线与玻璃砖界面法线的夹角应适当取大一些 C．若P1、P2的距离较大时，通过玻璃砖会看不到P1、P2的像 D．若P1、P2连线与法线NN′间夹角较大时，有可能在bb′一侧就看不到P1、P2的像 解析　实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，且P1和P2之间，P2与O点之间，P3与P4之间，P3与O′点之间距离要稍大一些。入射角θ1应适当大一些，以减小测量角度的误差，但入射角不宜太大，也不宜太小。 答案　B [能力提升] 9．如图所示，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　根据题意画出光的传播光路图如图所示。作OD使其与入射光和出射光平行，由几何知识得∠AOB＝60°＋60°＝120°，所以∠ACB＝60°，得到折射角为30°，所以n＝＝。 答案　C 10．如图所示，光在真空和介质的界面MN上发生折射，那么下列说法正确的是(　　) A．光是从真空射向介质 B．介质的折射率约为1.73 C．光在介质中的传播速度约为3.0×108 m/s D．反射光线与折射光线成60° 解析　由图可知光线的入射角为i＝30°，折射角为r＝60°，所以光线从介质进入真空，选项A错误；根据折射定律有n＝＝＝≈1.73，选项B正确；光在介质中的传播速度v＝＝ m/s≈1.73×108 m/s，选项C错误；根据反射定律反射角等于入射角，则反射角i′＝i＝30°，根据几何关系得反射光线与折射光线的夹角为90°，选项D错误。 答案　B 11．如图所示，为一底面半径为R的透明玻璃圆锥倒立于水平面上，其顶角α＝120°，当一束平行单色光垂直照射到圆锥底面时，已知该单色光束在玻璃中的折射率为n＝，光在真空中的速度为c，求： (1)该光束在玻璃中传播的最长时间； (2)水平桌面上有光束照射的半径大小R0。 解析　(1)画出圆锥的横截面作出光路图，如图所示， 光在介质中的传播速度为v＝，当光垂直于中轴照射时，光在玻璃中的光程最长，有AO＝R tan 30°，t＝，可解得t＝。 (2)如图所示，当光从边界点B点射入从BO边折射出时照射到桌面最远，由几何关系可知i＝30°，由n＝，得r＝60°，而θ＝r－i＝30°，由几何关系可知R0＝R－R tan θ，解得R0＝R。 答案　(1)　(2)R 12．如图所示是一个透明圆柱体的横截面，其半径为R，折射率是，AB是一条直径。今有一束光，平行AB方向射向圆柱体。若有一条入射光线经折射后恰好经过B点。 (1)请用直尺画出该入射光线经折射到B点的光路图。 (2)求这条入射光线到AB的距离。 解析　(1)光路图如图所示。 (2)根据折射定律n＝＝， 由几何关系2β＝α，可得β＝30°，α＝60°， 所以CD＝R sin α＝R。 答案　(1)见解析图　(2)R 13．如图所示，水槽置于正在向左匀速行驶的小车上，水槽长12 cm，高16 cm，距水面8 cm的水槽底部边缘处的光源P发出的激光束，经过水槽中心位置的O点从水面出射后打到距离水槽顶端竖直长度3.5 cm处，求： (1)水槽内水的折射率； (2)当小车突然刹车，光源P由于惯性移动了2 cm，设光源P发出的激光束的方向不变，则水面稳定后，经过水面出射后的光束打到水槽上的点移动了多少？ 解析　(1)根据光路图有sin α＝＝0.6，所以∠α＝37°，sin i＝＝0.8， 所以∠i＝53°，n＝＝。 (2)根据光路图有出射光线在水面上的入射点移动2 cm，由于水的折射率不变光线的角度没有发生改变，则射到水槽上的点距离水面的距离为y2＝＝3 cm(出射光线在竖直方向上的长度)，Δh＝y－y2＝4.5－3＝1.5 cm。 答案　(1)　(2)1.5 cm 学科网（北京）股份有限公司 $