4.1 光的折射 基础练习卷-2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

光的折射基础练习卷 一、单选题 1．“万安鱼头鲜天下”特色美食，是以赣江鳙鱼头为主打，融合生态养殖、烹饪工艺与文旅产业，成为当地经济发展的核心支柱。以下光路图中能反映鱼儿在水下看到岸边游客的是（　　） A． B． C． D． 2．如图所示的虚线表示两种介质的界面及其法线，实线表示一束光线射向界面后发生反射和折射的光线，以下说法正确的是（　　） A．Ob可能是入射光线 B．aO一定是入射光线 C．Oc可能是入射光线 D．Ob一定不是反射光线 3．如图是光源S发出的光线从水中斜射入空气中的光路图，下列关于人在岸上观察到光源S所成像的说法正确的是（　　） A．光源S所成的虚像在直线①上 B．光源S所成的虚像在直线②上 C．光源S所成的实像在直线①上 D．光源S所成的实像在直线②上 4．光照射到真空和某介质的界面MN上发生折射，已知入射光线与法线（虚线）的夹角为30o，折射光线与界面MN的夹角也是30o，如图所示。则以下说法正确的是（　　） A．光是从真空射入介质的 B．介质的折射率为 C．介质的折射率为 D．反射光线与折射光线的夹角为60° 5．汽车尾灯都是红色的，一个重要的原因是红光在大雾天气能被更远处的人看见，这是因为（　　） A．红光比其它色光频率更高，更容易沿直线传播 B．红光比其它色光折射率更大，折射光路弯折更大 C．红光比其它色光波长更长，更容易发生明显衍射 D．红光比其它色光波长更长，波长长才能发生衍射 6．如图，截面为等腰直角三角形的棱镜置于空气中，顶角为，一光线从左侧入射后经两次折射，从右侧射出。入射光、出射光与左、右侧腰的夹角相等，且出射光与入射光的偏折角为。则棱镜的折射率为（　　） A． B． C． D． 7．斯涅耳1621年关于折射现象的论文中用了如图所示的装置研究光的折射现象。一个容器中装水，一束单色光沿AO从O点射入水中，以O 点为圆心画圆，与折射光线的交点为B，过B点向两介质的交界面作垂线，交点为N，BN与AO的延长线的交点为M。以O点为圆心，OM为半径画另一圆。则以下线段长度之比等于水的折射率的是（　　） A． B． C． D． 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的折射率分别为和，a、b在玻璃中的传播速度分别为和，则（　　）    A． B． C． D． 9．光导纤维在通信技术中发挥着重要作用。光导纤维（可简化为长直玻璃丝）的示意图如图所示，一束激光从玻璃丝左端面的中心点以的入射角射入，在玻璃丝的侧面以入射角多次反射后，从另一端射出。则激光从玻璃丝左端面射入玻璃丝时的折射角和玻璃丝对该束激光的折射率分别为（　　） A．， B．， C．， D．， 10．平板光学镜片采用激光内雕工艺时，两束频率相同的激光从空气中对称斜射入镜片的上表面，入射光线与镜片界面的夹角均为。折射光线在镜片内部相交于一点，该交点与两个入射点、恰好构成等边三角形。已知，，则镜片对该激光的折射率为（　　） A． B． C． D． 二、多选题 11．如图所示，把由同种玻璃制成的厚度为d的立方体A和半径为d的半球体B放在报纸上，且让半球的凸面向上。从B正上方（对B来说是最高点）分别观察A、B中心处报纸上的文字，下面的观察记录正确的是（　　） A．看到A中的字比B中的字高 B．看到B中的字比A中的字高 C．看到A、B中的字一样高 D．看到B中的字和没有放玻璃半球时一样高 12．如图所示，彩虹在水中的倒影十分清晰。关于彩虹的成因及倒影，下列说法正确的是（　　） A．彩虹的成因是光的反射 B．彩虹的成因是光的折射 C．彩虹的倒影是由光的折射引起的 D．彩虹的倒影是由光的反射引起的 13．一束光照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面，在玻璃砖中传播后分为、两束从上表面射出，如图所示，下列说法正确的是（    ） A．在玻璃中光的折射率小于光的折射率 B．光的频率大于光的频率 C．遇到障碍物时光更容易产生明显的衍射现象 D．增大空气一侧的入射角，、光线都不会消失 14．如图所示，储油桶的底面直径与高均为d，当桶内没有油时，一束激光恰能从A点经桶上边沿射至桶底边缘的B点。保持入射方向不变，往桶内均匀注油，油的深度匀速增加。当油的深度等于桶高的一半时，光斑移至桶底C点，且。下列说法正确的是（    ） A．光在油中的折射率为 B．光在油中的折射率为 C．桶底的光斑匀速移动 D．桶底的光斑加速移动 三、解答题 15．如图所示，容器的截面为矩形长度长度。一观察者调整视线方向，刚好能同时观察到上边缘的D点和底部的B点。保持视线方向不变，容器中装满某种透明液体，刚好能观察到底部的P点，长度为。 (1)求该透明液体的折射率； (2)已知真空中的光速为c，求人眼能看到P点的光线在该透明液体中传播的时间。 16．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。 17．用透明材料制成横截面为长方形的长方体，横截面的长AB足够长，宽，按图示放置在水平地面上，在地面上的P点有一个光源，向该材料CD面入射一束光，当入射光与CD面夹角为时，反射光与折射光恰好垂直。光在真空中传播速度为c，，。求： （1）这种材料的折射率； （2）这束光线在材料中传播经历的时间。    18．如图所示，一束激光以的入射角射到水平放置的平面镜M上，反射后射到与平面镜平行的光屏上的P点。现将一块厚度为d的矩形玻璃砖放到平面镜M上（如图中虚线所示，玻璃砖与平面镜紧密接触），光线从玻璃砖上表面射入，经平面镜反射后再从玻璃砖的上表面射出，射到光屏上的Q点（图中未画出）。已知玻璃砖的折射率，取，真空中光速为c。不考虑多次反射，求： (1)激光在玻璃砖中的传播时间； (2)P、Q两点之间的距离。 19．某同学利用几何光学原理制作了一种简易液体折射率测量仪。一正方体容器，边长为，紧贴容器底边内侧贴有等间距刻度尺，最左端刻度为0刻度，向右刻度增大。空容器时，从A点恰好能看到底部刻度尺的0刻度点B，向容器中加入透明液体，使液面稳定在离底部处。仍沿AB方向观察，恰好能看到底部刻度尺的C点，读出其刻度读数为。空气的折射率取1.0，光在空气中的传播速度取求： (1)液体折射率n（已知）； (2)光在该液体中的传播速度v。（该结果保留两位有效数字） 20．如图所示，直角三角形ABC为三棱镜的横截面，，，真空中一束与BC边成θ=30°角的单色光线从BC边的中点O射入棱镜。已知BC边长为，光在真空中传播的速度，棱镜对该光的折射率为。求： (1)光在BC边的折射角； (2)光在三棱镜中的传播时间。 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 光的折射基础练习卷 一、单选题 1．“万安鱼头鲜天下”特色美食，是以赣江鳙鱼头为主打，融合生态养殖、烹饪工艺与文旅产业，成为当地经济发展的核心支柱。以下光路图中能反映鱼儿在水下看到岸边游客的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】鱼儿在水下看岸边游客，所以光线的传播方向应该是从空气射向水里，根据光的折射规律可知，当光由空气斜射入水中时，发生折射，且折射角小于入射角。 故选B。 2．如图所示的虚线表示两种介质的界面及其法线，实线表示一束光线射向界面后发生反射和折射的光线，以下说法正确的是（　　） A．Ob可能是入射光线 B．aO一定是入射光线 C．Oc可能是入射光线 D．Ob一定不是反射光线 【答案】B 【详解】由反射定律可知，反射角等于入射角，入射光线和反射光线分居法线两侧；由折射定律可知，折射角与入射角不相等，且分居法线两侧。综上可知，PQ是法线，MN是界面，aO是入射光线，Ob是反射光线，Oc是折射光线，故选B。 3．如图是光源S发出的光线从水中斜射入空气中的光路图，下列关于人在岸上观察到光源S所成像的说法正确的是（　　） A．光源S所成的虚像在直线①上 B．光源S所成的虚像在直线②上 C．光源S所成的实像在直线①上 D．光源S所成的实像在直线②上 【答案】A 【详解】解析：人在岸上观察到水中光源S成的像，是水中S射向水面的光在水面发生折射后进入人的眼睛，人眼逆着折射光线看到了比S浅的虚像，此虚像在直线①上。 故选A。 4．光照射到真空和某介质的界面MN上发生折射，已知入射光线与法线（虚线）的夹角为30o，折射光线与界面MN的夹角也是30o，如图所示。则以下说法正确的是（　　） A．光是从真空射入介质的 B．介质的折射率为 C．介质的折射率为 D．反射光线与折射光线的夹角为60° 【答案】C 【详解】A．由图可知，光线的入射角为30°，折射角为60°，折射角大于入射角，故光线由介质进入真空，A错误； BC．根据折射定律得 B错误，C正确； D．反射角等于入射角，则反射光线与界面的夹角为60°，反射光线与折射光线的夹角为90°，D错误。 故选C。 5．汽车尾灯都是红色的，一个重要的原因是红光在大雾天气能被更远处的人看见，这是因为（　　） A．红光比其它色光频率更高，更容易沿直线传播 B．红光比其它色光折射率更大，折射光路弯折更大 C．红光比其它色光波长更长，更容易发生明显衍射 D．红光比其它色光波长更长，波长长才能发生衍射 【答案】C 【详解】红光比其它色光波长更长，频率更低，折射率更小，更容易发生明显衍射，因此能够绕过雾气传播更远的距离，发生明显衍射的条件是波长大于等于障碍物尺寸即可。 故选C。 6．如图，截面为等腰直角三角形的棱镜置于空气中，顶角为，一光线从左侧入射后经两次折射，从右侧射出。入射光、出射光与左、右侧腰的夹角相等，且出射光与入射光的偏折角为。则棱镜的折射率为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】做出光路图如图 由几何关系可得 ， 求得 ，， 由可得 故选C。 7．斯涅耳1621年关于折射现象的论文中用了如图所示的装置研究光的折射现象。一个容器中装水，一束单色光沿AO从O点射入水中，以O 点为圆心画圆，与折射光线的交点为B，过B点向两介质的交界面作垂线，交点为N，BN与AO的延长线的交点为M。以O点为圆心，OM为半径画另一圆。则以下线段长度之比等于水的折射率的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】令法线与入射光线之间的夹角，即入射角为，法线与折射光线之间的夹角，即折射角为，根据几何关系有 ， 根据折射率的表达式有 解得 故选A。 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的折射率分别为和，a、b在玻璃中的传播速度分别为和，则（　　）    A． B． C． D． 【答案】D 【详解】AB．根据折射定律 为a、b两束单色光的入射角相同，a光的折射角小于b光的折射角，则a光的折射率大于b光的折射率，选项AB错误； CD．根据 由于a光的折射率大于b光的折射率，则有 选项C错误，D正确。 故选D。 9．光导纤维在通信技术中发挥着重要作用。光导纤维（可简化为长直玻璃丝）的示意图如图所示，一束激光从玻璃丝左端面的中心点以的入射角射入，在玻璃丝的侧面以入射角多次反射后，从另一端射出。则激光从玻璃丝左端面射入玻璃丝时的折射角和玻璃丝对该束激光的折射率分别为（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】B 【详解】根据题意，由几何关系可得，激光从玻璃丝左端面射入玻璃丝时的折射角 则玻璃丝对该束激光的折射率。故选B。 10．平板光学镜片采用激光内雕工艺时，两束频率相同的激光从空气中对称斜射入镜片的上表面，入射光线与镜片界面的夹角均为。折射光线在镜片内部相交于一点，该交点与两个入射点、恰好构成等边三角形。已知，，则镜片对该激光的折射率为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】入射光线与界面夹角为，则入射光线与法线的夹角即入射角为 由题意为等边三角形，所以 折射光线与法线的夹角即折射角为 根据折射定律 故选A。 二、多选题 11．如图所示，把由同种玻璃制成的厚度为d的立方体A和半径为d的半球体B放在报纸上，且让半球的凸面向上。从B正上方（对B来说是最高点）分别观察A、B中心处报纸上的文字，下面的观察记录正确的是（　　） A．看到A中的字比B中的字高 B．看到B中的字比A中的字高 C．看到A、B中的字一样高 D．看到B中的字和没有放玻璃半球时一样高 【答案】AD 【详解】作出光路图如图所示 折射光线的反向延长线的交点为人看到的像，可知，看到A中的字比B中的字高，看到B中的字和没有放玻璃半球时一样高。 故选AD。 12．如图所示，彩虹在水中的倒影十分清晰。关于彩虹的成因及倒影，下列说法正确的是（　　） A．彩虹的成因是光的反射 B．彩虹的成因是光的折射 C．彩虹的倒影是由光的折射引起的 D．彩虹的倒影是由光的反射引起的 【答案】BD 【详解】AB．彩虹的成因是光的折射引起的，故A错误，B正确； CD．倒影的形成是因为光在水面上发生了反射，故C错误，D正确。 故选BD。 13．一束光照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面，在玻璃砖中传播后分为、两束从上表面射出，如图所示，下列说法正确的是（    ） A．在玻璃中光的折射率小于光的折射率 B．光的频率大于光的频率 C．遇到障碍物时光更容易产生明显的衍射现象 D．增大空气一侧的入射角，、光线都不会消失 【答案】BD 【详解】A．光路图如图所示 在玻璃砖上表面折射时，a光的偏折程度较大，则a光的折射率较大，A错误； B．由a光的折射率较大，可得a的频率较大，B正确； C．b光的频率较小，则b光的波长较长，故遇到障碍物时波长较长的b光更容易产生明显的衍射现象，C错误； D．两列光的折射后经反射再从玻璃进入空气折射，由几何关系可知第一次折射的折射角等于第二次折射的入射角，根据光路的可逆性可得两列光均不能发生全反射，故两列光不会消失，D正确。 故选BD。 14．如图所示，储油桶的底面直径与高均为d，当桶内没有油时，一束激光恰能从A点经桶上边沿射至桶底边缘的B点。保持入射方向不变，往桶内均匀注油，油的深度匀速增加。当油的深度等于桶高的一半时，光斑移至桶底C点，且。下列说法正确的是（    ） A．光在油中的折射率为 B．光在油中的折射率为 C．桶底的光斑匀速移动 D．桶底的光斑加速移动 【答案】AC 【详解】AB．设入射角为，折射角为，点在桶底的投影为，根据几何关系得， 根据折射率公式得，故A正确，B错误； CD．根据几何关系得， 设油的高度为，光斑在D点处，光线与油面的交点为点，点在桶底的投影为，可得， 计算得 由于油的深度匀速增加，可得均匀增加，桶底的光斑匀速移动，故C正确，D错误。 故选AC。 三、解答题 15．如图所示，容器的截面为矩形长度长度。一观察者调整视线方向，刚好能同时观察到上边缘的D点和底部的B点。保持视线方向不变，容器中装满某种透明液体，刚好能观察到底部的P点，长度为。 (1)求该透明液体的折射率； (2)已知真空中的光速为c，求人眼能看到P点的光线在该透明液体中传播的时间。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）如图所示 ， ，      该液体的折射率为 （2）光线在液体中传播的速度为          人眼能看到P点的光线在该透明液体中传播的时间为 解得 16．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。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）由折射率公式可得 （2）光在介质中的传播速度 17．用透明材料制成横截面为长方形的长方体，横截面的长AB足够长，宽，按图示放置在水平地面上，在地面上的P点有一个光源，向该材料CD面入射一束光，当入射光与CD面夹角为时，反射光与折射光恰好垂直。光在真空中传播速度为c，，。求： （1）这种材料的折射率； （2）这束光线在材料中传播经历的时间。    【答案】（1）；（2） 【详解】（1）光路图如图所示    由图中几何关系可得 可得 , 根据折射定律可得这种材料的折射率为 （2）这束光线在材料中传播的速度为 这束光线在材料中传播经历的时间为 18．如图所示，一束激光以的入射角射到水平放置的平面镜M上，反射后射到与平面镜平行的光屏上的P点。现将一块厚度为d的矩形玻璃砖放到平面镜M上（如图中虚线所示，玻璃砖与平面镜紧密接触），光线从玻璃砖上表面射入，经平面镜反射后再从玻璃砖的上表面射出，射到光屏上的Q点（图中未画出）。已知玻璃砖的折射率，取，真空中光速为c。不考虑多次反射，求： (1)激光在玻璃砖中的传播时间； (2)P、Q两点之间的距离。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）依题意画出光路图如图所示： 根据光的折射定律得 解得 则有 设激光在玻璃砖中传播的距离为，则根据几何关系有 解得 由于激光在玻璃砖中传播的速度大小为 则激光在玻璃砖中的传播时间为 （2）设到、的距离分别为、，、两点之间的距离为，则由几何关系得， 解得， 所以、两点之间的距离为 19．某同学利用几何光学原理制作了一种简易液体折射率测量仪。一正方体容器，边长为，紧贴容器底边内侧贴有等间距刻度尺，最左端刻度为0刻度，向右刻度增大。空容器时，从A点恰好能看到底部刻度尺的0刻度点B，向容器中加入透明液体，使液面稳定在离底部处。仍沿AB方向观察，恰好能看到底部刻度尺的C点，读出其刻度读数为。空气的折射率取1.0，光在空气中的传播速度取求： (1)液体折射率n（已知）； (2)光在该液体中的传播速度v。（该结果保留两位有效数字） 【答案】(1)1.58 (2) 【详解】（1）C点发出的光线CO从液体射向空气中，由折射定律有。 由几何关系可知， 解得液体的折射率 （2）因为折射率 解得 20．如图所示，直角三角形ABC为三棱镜的横截面，，，真空中一束与BC边成θ=30°角的单色光线从BC边的中点O射入棱镜。已知BC边长为，光在真空中传播的速度，棱镜对该光的折射率为。求： (1)光在BC边的折射角； (2)光在三棱镜中的传播时间。 【答案】(1)30° (2) 【详解】（1）画出光路图如图所示 根据折射定律有 解得 （2）由几何关系可知，根据几何关系有， 其中 解得 设光在三棱镜中的传播速度为v，则有 可得光在三棱镜中的传播时间为 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $