第4章 1 光的折射（Word练习）-【精讲精练】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册（人教版）

**基本信息** 高中物理同步练聚焦光的折射与反射，分基础训练（8题）和能力提升（5题），通过选择、计算、实验题递进设计，强化物理观念与科学思维，适配新授课知识巩固与能力进阶。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础训练|折射定律、反射光路、折射率计算等单一知识点|以概念辨析（如折射率比值判断）和简单光路分析（反射折射光线识别）为主，夯实物理观念| |能力提升|复杂几何光学、实验探究（折射率测量）、综合计算|含多过程几何推理（圆柱/圆锥折射）和实验误差分析（如第8题y-x图像斜率求折射率），深化科学思维与探究能力|

[对应学生用书作业(十七)P37] [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，故C正确。 答案　C 3．半径为R的玻璃圆柱水平放置，平行于其横截面的一束光线从顶点入射，光线与竖直方向的夹角为45°，如图所示。圆柱对该光线的折射率为，光在真空中的传播速度大小为c，不考虑光线在圆柱内的反射。该光线在圆柱内传播的时间为(　　) A． B． C． D． 解析　根据题意光路，n＝＝，解得折射角θ＝30°，几何关系可知光线在圆柱内传播距离s＝2R cos θ＝R，则该光线在圆柱内传播的时间为t＝＝＝，故选C。 答案　C 4．如图(a)所示，矩形玻璃砖abcd平行于光屏P放置于其上方，两束平行的同种单色光A、B斜射到玻璃砖的ad面，两个入射点间的距离为x1，穿过玻璃砖下表面bc后，射在光屏P上两个点间的距离为x2。不考虑光在玻璃砖中的反射，只减小玻璃砖的厚度，其他条件和状态保持不变，如图(b)所示，则射在光屏上的两个点(　　) A．位置左移，距离不变 B．位置左移，距离变小 C．位置右移，距离不变 D．位置右移，距离变大 解析　作出光路图，如图所示，只减小玻璃砖的厚度，由于入射角不变，折射角也不变，则光屏上两个点之间的距离不变，减小玻璃厚度后，射在光屏上的两个点的位置向右移动，故选C。 答案　C 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．(2025·广东卷)如图为测量某种玻璃折射率的光路图。某单色光从空气垂直射入顶角为α的玻璃棱镜，出射光相对于入射光的偏转角为β，该折射率为(　　) A． B． C． D． 解析　作出光射出玻璃时界面的法线如图所示，由几何关系可知，光射出玻璃时的折射角(在空气中的光线与法线的夹角)为α＋β，入射角(在玻璃中的光线与法线的夹角)为α，由折射定律n＝可知该折射率为n＝，A正确。 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．(2024·湖北卷)某同学利用激光测量半圆柱体玻璃砖的折射率，具体步骤如下： ①平铺白纸，用铅笔画两条互相垂直的直线AA′和BB′，交点为O。将半圆柱体玻璃砖的平直边紧贴AA′，并使其圆心位于O点，画出玻璃砖的半圆弧轮廓线，如图(a)所示。 ②将一细激光束沿CO方向以某一入射角射入玻璃砖，记录折射光线与半圆弧的交点M。 ③拿走玻璃砖，标记CO光线与半圆弧的交点P。 ④分别过M、P作BB′的垂线MM′、PP′，M′、P′是垂足，并用米尺分别测量MM′、PP′的长度x和y。 ⑤改变入射角，重复步骤②③④，得到多组x和y的数据。根据这些数据作出y­x图像，如图(b)所示。 (1)关于该实验，下列说法正确的是________。(填字母) A．入射角越小，误差越小 B．激光的平行度好，比用插针法测量更有利于减小误差 C．选择圆心O点作为入射点，是因为此处的折射现象最明显 (2)根据y­x图像，可得玻璃砖的折射率为________________(保留三位有效数字)。 (3)若描画的半圆弧轮廓线半径略大于玻璃砖的实际半径，则折射率的测量结果________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。 解析　(1)在本实验中，为了减小测量误差，入射角应适当大些，因为入射角越大，折射角也越大，则入射角和折射角的测量误差都会减小，从而使折射率测量的误差减小，A错误；与插针法测量相比，激光的平行度好，能更准确地确定入射光线和折射光线，从而更有利于减小实验误差，B正确；选择圆心O点作为入射点，是因为便于计算，并不是因为此处的折射现象最明显，C错误。 (2)设入射角为α、折射角为β、半圆弧轮廓线半径(玻璃砖半径)为R，则由几何关系可知sin α＝＝、sin β＝＝，根据折射定律可得玻璃砖的折射率n＝＝，结合题图(b)可知y­x图像的斜率为该玻璃砖的折射率，故该玻璃砖的折射率n＝＝1.58。 (3)由(2)问分析可知折射率的表达式中没有半圆弧轮廓线半径R，所以轮廓线半径的测量误差对实验结果没有影响，即折射率的测量结果不变。 答案　(1)B　(2)1.58(1.56～1.60均可) (3)不变 [能力提升] 9．(2025·河南卷)折射率为的玻璃圆柱水平放置，平行于其横截面的一束光线从顶点入射，光线与竖直方向的夹角为45°，如图所示。该光线从圆柱内射出时，与竖直方向的夹角为(不考虑光线在圆柱内的反射)(　　) A．0°　　　　　　　 B．15° C．30° D．45° 解析　设光线射入圆柱体时的折射角为θ，根据光的折射定律可知n＝ 解得θ＝30° 如图所示，根据几何关系可知光线射出圆柱体时的入射角i＝θ＝30° 则法线与竖直方向的夹角α＝θ＋i＝60° 根据光的折射定律可知n＝ 解得光线射出圆柱体时的折射角r＝45° 光线从圆柱体内射出时，与竖直方向的夹角为β＝α－r＝15° 故B正确。 答案　B 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＝Rtan 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γ＝60°，而θ＝γ－i＝30°，由几何关系可知R0＝R－Rtan 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＝Rsin α＝R。 答案　(1)见解析图　(2)R 13．如图甲所示，双层中空玻璃由两层玻璃加密封框架，形成一个夹层空间，隔层充入干燥空气。如图乙所示每单层玻璃厚度为d，夹层宽度为l，一光束沿与玻璃面成θ＝30°角从一侧经双层中空玻璃射入另一侧(光束与玻璃剖面在同一平面上)，光线通过玻璃后入射光线与出射光线会有一个偏移量(两光线垂直距离)，玻璃折射率，光在空气中的速度近似为c。求： (1)这束光通过中空玻璃从室外到室内的偏移量h； (2)这束光通过中空玻璃从室外到室内的时间t。 解析　(1)画出这束光的光路图如图所示 根据折射定律有n＝，可得r＝30° 由几何知识可知AB＝CD＝ 光束进入第一层玻璃的偏移量h1＝ABsin(i－r) 这束光通过每层玻璃的偏移量相等，所以从室外到室内的偏移量h＝h1＋h2＝2h1 故得h＝sin(i－r) 将数据代入可得h＝d。 (2)光在玻璃中的传播速度v＝ 由几何知识得BC＝ 光在玻璃中的传播2AB＝vt1 光在空气中的传播有BC＝vt2 所以光通过中空玻璃从室外到室内的时间为t＝t1＋t2＝。 答案　(1)d　(2) 学科网（北京）股份有限公司 $