4.1 光的折射 同步作业-2026-2027学年高二上学期物理鲁科版选择性必修第一册

第1节 光的折射 同步作业 一.选择题: 考点一　光的折射现象 1．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 2.如图所示为地球及其大气层，高空有侦察卫星A接收到地球表面P处发出的光信号，则A感知到的发光物应在(　　) A．图中P点 B．图中P点靠近M的一侧 C．图中P点靠近N的一侧 D．以上位置都有可能 3．如图所示，井口大小和深度均相同的两口井，一口是枯井(图甲)，一口是水井(图乙，水面在井口之下)，两井底部各有一只青蛙，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 考点二　折射率及折射定律 4．光从某种介质射入空气中，入射角θ1从零开始增大时，始终有光射入空气中，折射角θ2也随之增大，下列说法正确的是(　　) ①比值不变 ②比值不变 ③比值是一个大于1的常数 ④比值是一个小于1的常数 A．①③ B．②③ C．①④ D．②④ 5.两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)．下列结论中正确的是(　　) A．在水中的传播速度，光束a与光束b相等 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.如图所示，有一玻璃三棱镜ABC，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AC夹角为30°，则棱镜的折射率为(　　) A. B. C. D. 7.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，所以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作的．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 8.如图所示，P、Q是两种透明材料制成的两块直角梯形的棱镜，叠合在一起组成一个长方体．某单色光沿与P的上表面成θ角的方向斜射向P，其折射光线正好垂直通过两棱镜的界面，已知材料的折射率分别为nP、nQ.则(　　) A．若nP＝nQ，从Q的下表面射出的光线与入射到P的上表面的光线平行 B．若nP＝nQ，从Q的下表面射出的光线与入射到P的上表面的光线不平行 C．若nP<nQ，从Q的下表面射出的光线与下表面所夹的锐角可能等于θ D．若nP<nQ，从Q的下表面射出的光线与下表面所夹的锐角一定大于θ 9.如图所示，直角三棱镜ABC的一个侧面BC紧贴在平面镜上，∠BAC＝β.从点光源S发出的细光束SO射到棱镜的另一侧面AC上，适当调整入射光SO的方向，当SO与AC成α角时，其折射光与镜面发生一次反射，从AC面射出后恰好与SO重合，则此棱镜的折射率为(　　) A. B. C. D. 10.如图所示，半径为R的玻璃半圆柱体，圆心为O.两条平行红光射向圆柱面，方向与底面垂直，光线1的入射点A为圆柱的顶点，光线2的入射点为B，∠AOB＝60°.已知该玻璃对红光的折射率n＝，两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d等于(　　) A.R B.R C.R D.R 二．计算题：(计算要有必要的文字说明和解题步骤，有数值的要注明单位) 11.如图所示为直角三棱镜的截面图，一条光线平行于BC边入射，经棱镜折射后从AC边射出．已知∠A＝θ＝60°，光在真空中的传播速度为c.求： (1)该棱镜材料的折射率； (2)光在棱镜中的传播速度． 12．如图所示，一个小孩站在宽为6 m的河岸边，他的正对岸边有一树，树顶高出河面3 m，树的正下方河底有一石块，小孩向河面看去，同时看到树顶和石块的像，而且石块的像和树顶的像重合．若小孩眼睛离河面高为1.5 m，河水的折射率为，求河水的深度． 13．如图，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“·”(图中O点)，然后用横截面为等边三角形ABC的三棱镜压在这个标记上，小标记位于AC边上．D位于AB边上，过D点作AC边的垂线交AC于F.该同学在D点正上方向下顺着直线DF的方向观察，恰好可以看到小标记的像；过O点作AB边的垂线交直线DF于E；DE＝2 cm，EF＝1 cm.求三棱镜的折射率．(不考虑光线在三棱镜中的反射) 参考答案: 1.答案　C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． 2.答案　B解析　由于大气层的存在，侦察卫星在A处接收到的P处发出的光信号的光路大致如图中实线所示，由图可知选项B正确，A、C、D错误． 3.答案　B解析　由于井口边沿的约束，而不能看到更大的范围，据此作出边界光线如图所示． 由图可看出α＞γ，所以枯井中的青蛙觉得井口大些；β＞α，所以水井中的青蛙能看到更多的星星，故选项B正确，A、C、D错误． 4.答案　D解析　设介质的折射率为n，当光由介质射入空气中时，根据光路的可逆性和介质折射率的定义得n＝，因n>1，可知比值为小于1 的常数，选项D正确． 5.答案　C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、B错误． 6.答案　C解析　顶角A为30°，则光从AC面射出时，在棱镜中的入射角θ1＝30°.由于出射光线与AC的夹角为30°，所以折射角θ2＝60°.由光路可逆和折射率的定义可知n＝＝，C项正确． 7.答案　C解析　如图所示，为光线在玻璃球内的光路图． A、C为折射点，B为反射点，作OD平行于入射光线， 故∠AOD＝∠COD＝60°， 所以∠OAB＝30°，玻璃的折射率n＝＝.故C正确． 8.答案　A解析　如果光线从Q的下表面射出，光路图如图所示， 根据折射定律有：nP＝，nQ＝， 由几何知识知，r1＝i2，若nP＝nQ，得r2＝i1. 则根据几何知识可知α＝θ，即从Q的下表面射出的光线与入射到P的上表面的光线平行； 若nP<nQ，则得r2>i1. 根据几何知识得α<θ， 即出射光线与Q下表面所夹的锐角一定小于θ，故A正确． 9.答案　A解析　由题意可知，细光束SO经AC面折射后，折射光线垂直于BC，经镜面反射后，从AC面射出来，则恰好与SO重合， 故此棱镜的折射率n＝＝. 10.答案　C解析　如图所示，光线1通过玻璃半圆柱体后不偏折． 光线2在圆柱面上的入射角i＝60°. 由n＝得：sin r＝＝，r＝30°， 由几何知识得：i′＝60°－r＝30°. 由n＝得：sin r′＝nsin i′＝，r′＝60°， 由几何关系得：OC＝R，则d＝OC·tan 30°＝R.故选C. 11.答案　(1)　(2)c 解析　(1)作出光路图如图所示． 根据几何关系可知φ＝∠B＝30°，所以α＝60°. 根据折射定律有n＝＝， 又因为α＝θ＝60°，所以β＝γ. 又β＋γ＝60°，故β＝γ＝30°. 则n＝＝. (2)光在棱镜中的传播速度v＝＝c. 12.答案　 m解析　根据题意作出光路图如图所示，由图得n＝ 由几何关系得1.5tan i＋3tan i＝6 解得tan i＝，sin i＝，则sin r＝＝ P点至小孩对岸的距离为：3 m·tan i＝4 m，sin r＝， 联立解得h＝ m. 13.答案　解析　过D点作AB边的法线NN′，连接OD，则∠ODN＝α为O点发出的光线在D点的入射角；设该光线在D点的折射角为β， 如图所示．根据折射定律有n＝ ① 式中n为三棱镜的折射率 由几何关系可知β＝60° ② ∠EOF＝30° ③ 在△OEF中有EF＝OEsin ∠EOF ④ 由③④式和题给条件得OE＝2 cm ⑤ 根据题给条件可知，△OED为等腰三角形，有α＝30° ⑥ 由①②⑥式得n＝. 学科网（北京）股份有限公司 $