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

**基本信息** 高中物理新授课同步练，聚焦“光的折射”，以“必备知识基础-关键能力提升-核心素养拔高”三层次设计，实现从概念辨析到实际应用的知识巩固路径，适配课时教学目标。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |必备知识基础|折射现象、折射率概念及简单计算|7题，单选与多选结合，如第2题辨析折射率本质，强化物理观念| |关键能力提升|光楔偏折、玻璃砖视野计算|2题，含几何光路分析，如第9题玻璃砖视野张角问题，培养科学思维| |核心素养拔高|实际情境中的折射综合应用|1题，跳水馆灯光折射情境，需建模与推理，体现科学探究与社会责任|

4.1　光的折射 一、必备知识基础 1.关于折射现象的描述,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.折射角增大为原来的2倍,入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 2.(多选)关于折射率的描述,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.两种介质相比较,折射率小的介质折光性较差 D.任何介质的折射率都大于1 3.一束光由空气射入某介质时,入射光线与反射光线间的夹角为90°,折射光线与反射光线间的夹角为105°,则该介质的折射率及光在该介质中的传播速度为(　　) A.c B. C.c D. 4.(多选)一束光从某种介质射入空气中时,入射角θ1=30°,折射角θ2=60°,折射光路如图所示,则下列说法正确的是(　　) A.此介质折射率为 B.此介质折射率为 C.光在介质中的速度比在空气中小 D.光在介质中的速度比在空气中大 5.(多选)两束不同频率的单色光a、b从空气平行射入水中,发生了如图所示的折射现象(α>β)。下列结论正确的是(　　) A.在水中的传播速度,光束a比光束b大 B.在水中的传播速度,光束a比光束b小 C.水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小 D.水对光束a的折射率比水对光束b的折射率大 6.(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° 7.某透明材料制成的管道的横截面如图所示,a、b为同心圆。用一束单色光P沿与直径AB平行的方向射向管道,光束P进入材料的折射光线恰好与圆a相切,并与直径AB交于A点。已知圆b的半径是圆a的两倍,则该材料对单色光P的折射率为(　　) A.1.25 B.1.5 C. D. 二、关键能力提升 8.如图所示,用折射率为n的玻璃制成顶角β很小(sin β≈β)的棱镜,称为光楔。一束平行光垂直于光楔左侧射入,不考虑多次反射,光线从光楔右侧出射时与入射时相比(　　) A.向上偏折了(n-1)β B.向下偏折了(n-1)β C.向上偏折了β D.向下偏折了β 9.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? 三、核心素养拔高 10.如图所示,跳水比赛的1 m跳板伸向水面,右端点距水面高1 m,A为右端点在水底正下方的投影,水深h=4 m,若跳水馆只开了一盏黄色小灯S,该灯距跳板右端水平距离x=4 m,离水面高度H=4 m,现观察到跳板水下阴影右端点B到A的距离lAB= m。求: (1)该黄色光在水中的折射率; (2)若在水底A处放一物体,则站在跳板右端向下看,该物体看起来在水下多深处? 参考答案 1.D　解析 光由空气斜射进入水中时,折射角小于入射角,根据光路可逆,由水斜射入空气中时,折射角大于入射角,A错误;由公式n=知,B、C错误,D正确。 2.CD　解析 某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度c与光在介质中传播速度v的比值,A错误;折射率与折射角和入射角的大小无关,B错误;折射率越小,偏折角度越小,C正确;任何介质的折射率都大于1,D正确。 3.D　解析 由反射定律和题意可知,反射角和入射角均为45°,折射角为r=180°-45°-105°=30°,则折射率n=,所以光在该介质中的速度v=c,故D正确。 4.BC　解析 由折射定律得n=,A错误,B正确;又由n=知光在介质中的速度比在空气中小,C正确,D错误。 5.AC　解析 由公式n=,可得折射率na<nb,C正确,D错误;由v=,na<nb,知va>vb,A正确,B错误。 6.B　解析 光路图如图所示,根据折射定律有,解得θ=30°,β=45°,由几何关系可知γ=2θ=60°,从圆柱射出的光线与竖直方向夹角为γ-β=15°,B正确。 7.D　解析 光路如图所示,已知圆b的半径是圆a的两倍,且折射光线恰好与圆a相切,根据几何关系可知,sin r=,折射角r=30°。光线入射点与O点、B点组成正三角形,所以单色光P入射角i=60°,折射率为n=,故选D。 8.B　解析 光线在法线两侧,光线从光楔右侧出射时向下偏折,光路图如图所示,设光线从光楔右侧出射时与入射时相比的偏转角为α,根据折射定律n=,由于角β很小,所以α+β也很小,所以n=,解得α=(n-1)β,故选B。 9.解析 (1)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° 由折射定律有 解得α=60° 则视野的张角最大为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,则应嵌入折射率最小为2的玻璃砖。 答案 (1)120°　(2)2 10.解析 (1)画出如图甲所示的光路图 甲 由几何关系可知lGS==5 m,,解得lSD= m 由勾股定理解得lDJ= m,由几何关系解得lAE= m-4 m= m,lBE=lAB-lAE= m- m=3 m 代入解得sin i=,sin r= 由折射定律可知n=。 (2)如图乙所示 乙 设A的视深为h',从A上方看,光的入射角及折射角均很小 sin θ≈tan θ,∠O″OA″=∠GA'O=α,∠AOO'=∠GAO=β 由折射定律n= 解得h'=3 m。 答案 (1)　(2)3 m 8 学科网（北京）股份有限公司 $