4.1 光的折射 达标练习-2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

第1节 光的折射 达标练习 基础巩固 一、选择题: 1．插入水中的筷子，水里部分从水面斜着看起来是(　　) A．向上曲折 B．向下曲折 C．没有变化 D．与水对光线的反射有关，难以确定 2．一束光线从空气射向折射率为1.5 的玻璃内，入射角为45°，下面光路图中正确的是(　　) 3．右图为光由玻璃射入空气中的光路图，直线AB与CD垂直，其中一条是法线．入射光线与CD的夹角为α，折射光线与CD的夹角为β，α>β(α＋β≠90°)，则该玻璃的折射率n等于(　　) A．　　　　　　　 B． C． D． 4.如图所示，光在真空和某介质的界面MN上发生折射，由图可知(　　) 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.用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，已画好玻璃砖界面aa′和bb′，不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在如图所示的位置上，而实验中其他操作均正确，测得的折射率将(　　) A．偏大 B．偏小 C．不变 D．无法确定 6．下图是光由空气射入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气的光路图，O点是半圆形玻璃砖的圆心，下列情况可能发生的是(　　) 7．(多选)关于折射率，下列说法正确的是(　　) A．某种介质的折射率等于光在介质中的传播速度v和光在真空中的传播速度c的比值 B．折射角和入射角的大小决定着折射率的大小 C．光在介质中的传播速度越小，对应介质的折射率越大 D．任何介质的折射率都大于1 2． 计算题： 8．为了从军事工事内部观察外面的目标，工事壁上开有一长方形孔，设工事壁厚d＝20 cm，孔的宽度L＝20 cm，孔内嵌入折射率n＝ 的玻璃砖，如图所示．试问： (1)嵌入玻璃砖后，工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少？ (2)要想使外界180° 范围内的景物全被观察到，则应嵌入折射率最小为多大的玻璃砖？ 能力提升 一、选择题: 9．如图所示，井口大小和深度相同的两口井，一口是枯井，一口是水井(水面在井口之下)，两井底部各有一只青蛙(用圆点表示)，则(　　) A．水井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星 B．枯井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星 C．水井中的青蛙觉得井口小些，晴天的夜晚，枯井中的青蛙能看到更多的星星 D．两只青蛙觉得井口一样大，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星 10．现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成，夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目．这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的，如图所示，反光膜内均匀分布着直径为10 μm的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为 ，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射→反射→再折射后恰好和入射光线平行，那么第一次入射的入射角应是(　　) A．15°　　 B．30° C．45°　　 D．60° 11．(多选)如图所示，把用相同玻璃制成的厚度为d的正方体a和半径亦为d的半球体b，分别放在报纸上，且让半球的凸面向上．从正上方分别观察a、b中心处报纸上的字，下面的观察记录中正确的是(　　) A．a中的字比b中的字高 B．b中的字比a中的字高 C．一样高 D．a中的字较没有玻璃时的高，b中的字和没有玻璃时的一样 2． 实验与计算题： 12.如图，标有直角坐标系xOy的白纸放在水平桌面上，半圆形玻璃砖放在白纸上，圆心在坐标的原点，直径与x轴重合，OA是画在白纸上的直线，P1、P2是竖直插在直线OA上的两枚大头针，P3是竖直插在白纸上的第三枚大头针，α是直线OA与y轴正方向的夹角，β是直线OP3与y轴负方向的夹角，只要直线OA画得合适，且P3的位置取得正确，测得角α和β便可求得玻璃的折射率n.某同学用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的直线OA上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在y＜0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像． (1)他应该采取的措施是________. (2)若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像，确定P3位置的方法是_______. (3)若他已正确地测得了α、β的值，则玻璃的折射率n＝________. 13. 如图，一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体，O点为球心；下半部是半径为R、高为2R的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜．有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入，该光线与OC之间的距离为0.6R.已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射)．求该玻璃的折射率． 参考答案： 1.解析：选A.由光的折射定律知，水中的筷子所成的像比实际位置浅，则应向上曲折，故A选项正确． 2.解析：选C.光在两介质的界面上通常同时发生反射和折射，故A错误；由反射定律知反射角为45°，根据折射定律n＝得θ1＞θ2，故B、D错误，C正确． 3.解析：选B．因为光从玻璃射入空气，折射角大于入射角，可知CD为界面，入射角为90°－α，折射角为90°－β，根据光的可逆性知，折射率n＝＝.故B正确，A、C、D错误． 4.解析：选C.根据题图可知，入射角为30°，折射角为60°，反射光线与折射光线垂直，光是从介质射入真空的，折射率n＝＝＝，C选项正确． 5.解析：选C．可作出经过玻璃砖的光路图，由几何知识可知，测出的折射角与正确值相同． 6.解析：选D．光线在圆心处发生反射和折射，故B、C错误；当光从空气进入玻璃后，折射角小于入射角，当光从玻璃进入空气后，折射角大于入射角，故A错误，D正确． 7.解析：选CD．某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度c与光在介质中的传播速度v的比值，故A错误；折射率与折射角和入射角的大小无关，故B错误；光在介质中的传播速度越小，对应介质的折射率越大，且任何介质的折射率都大于1，故C、D正确． 8.解析：工事内部的人从玻璃砖左侧能最大范围观察右边的目标，光路如图所示． tan β＝＝，可得β＝30°. (1)由折射定律有＝，得α＝60° 则视野的最大张角为2α＝120°. (2)要使视野的张角为180°，则在空气中的入射角为90°， 由折射定律有＝n0，解得n0＝2 应嵌入折射率最小为2的玻璃砖． 答案：(1)120°　(2)2 9.解析：选A．这是一道典型的视野问题，解决视野问题的关键是如何确定边界光线，是谁约束了视野等．如本题中由于井口边沿的约束而不能看到更大的范围，据此根据边界作出边界光线，如图所示．水井中的青蛙相当于枯井中离开井底一定高度的青蛙看向井口和天空，β>α，所以水井中的青蛙可看到更多的星星，故A正确，B、C、D错误． 10.解析：选D.作光路图如图所示，设入射角为θ，折射角为α，则θ＝2α，n＝＝，cos α＝＝，α＝30°，所以θ＝60°，故D选项正确． 11.解析：选AD．如图所示，放在b中的字反射的光线经半球体向外传播时，传播方向不变，故人看到字的位置是字的真实位置．而放在a中的字经折射，人看到的位置比真实位置要高，故A、D正确． 12.解析：(1)在y＜0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，是因为发生了全反射现象，故要减小α. (2)插针法就是要用P3挡住P1和P2的像． (3)介质的折射率等于空气中折射角正弦与介质中入射角正弦之比． 答案：(1)减小α　(2)用P3挡住P1和P2的像　(3) 13.解析：如图，根据光路的对称性和光路可逆性，与入射光线相对于OC轴对称的出射光线一定与入射光线平行．这样，从半球面射入的折射光线，将从圆柱体底面中心C点反射．设光线在半球面的入射角为i，折射角为r.由折射定律有 sin i＝nsin r① 由正弦定理有＝② 由几何关系，入射点的法线与OC的夹角为i. 由题设条件和几何关系有sin i＝③ 式中L是入射光线与OC的距离．由②③式和题给数据得sin r＝④ 由①③④式和题给数据得n＝≈1.43. 学科网（北京）股份有限公司 $