4.1 光的折射（知识解读）-2026-2027学年高二上学期物理同步知识点解读与专题训练（人教版选择性必修第一册）

4.1 光的折射（知识解读）（解析版） •知识点1 光的折射 •知识点2 折射率 •知识点3 测量玻璃的折射率 •作业 随堂检测 知识点1 光的折射 1、光的反射 （1）反射现象：光从第1种介质射到该介质与第2种介质的分界面时，一部分光会返回到第1种介质的现象。 （2）反射定律：反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角。 （3）在光的反射现象中，光路是可逆的。 2．光的折射 （1）折射现象：光从第1种介质射到该介质与第2种介质的分界面时，一部分光会进入第2种介质的现象。 （2）折射定律 折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比，即＝n12(式中n12是比例常数)。 （3）在光的折射现象中，光路是可逆的。 注意：（1）光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生偏折，垂直入射时不偏折。 （2）折射定律：折射光线、入射光线和法线在同一平面，分居法线两侧，满足 n1sinθ1=n2sinθ2。 （3）光从光疏→光密介质，折射角小于入射角；从光密→光疏，折射角大于入射角，入射角够大时会发生全反射。 【典例1-1】如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃。设紫光和红光从O点第一次传播到圆弧面的时间分别为和，则下列说法中正确的是（     ） A． B．红光和紫光在玻璃中的传播速度相等 C．在玻璃中红光的速度比紫光小 D．光线OB是红光的折射光线 【答案】A 【详解】A．设光线在O点的入射角为i，任一光线的折射角为r，光在玻璃中传播的路程是s，半圆柱的半径为R。则光在玻璃中的速度为 由几何知识得 则光由O到圆弧面的传播时间为 由折射率 解得 由题知，入射角i相同，R、c相等，所以传播时间t相同，故A正确； BC．紫光在玻璃中的折射率比红光的大，由分析可知，紫光在半圆柱体玻璃中传播速度比红光的小，故BC错误； D．紫光在玻璃中的折射率比红光的大，由，可知在O点紫光和红光的入射角相同，紫光的折射角小，所以光线OB是紫光的折射光线，故D错误。 故选A。 【典例1-2】（多选）水平桌面上放一个侧壁不透明的底面为正方形的长方体水槽，小附站在如图示位置，朝着缸底看过去刚好看到缸底左边缘O点，以O为坐标原点，建立xOy坐标系。往水槽内缓慢加入某种液体，当水槽中液体深度时，恰能看到底部处，测得水槽的深度，底面边长为，则（　　） A．该液体的折射率为 B．该液体的折射率为 C．调整液体深度，能看到处 D．调整液体深度，能看到处 【答案】AC 【详解】AB．如图所示 根据几何关系可得 代入数据解得 根据折射定律可得，， 联立解得，故A正确，B错误； CD．当容器盛满水时人看到底部有最大距离，则， 联立解得 即人能看到的底部范围为0~21cm，故C正确，D错误。 故选AC。 【典例1-3】如图，玻璃砖的横截面是半径为的半圆，圆心为点，直径与轴重合。一束平行于轴的激光，从横截面上的点由空气射入玻璃砖，从点射出。已知点到轴的距离为，玻璃砖折射率为，真空中光速为。（） (1)求激光由到所需时间； (2)点到轴的距离。 【详解】（1）根据题意得出光路图如图所示 根据几何关系可得，α=β 可得β=45° 根据折射定律，可得γ=30° 则 而 可得激光由到所需时间 （2）由几何关系可知OQ与x轴夹角为15°，则点到轴的距离 【变式1-1】一束光从空气射入水中，入射角为30°，折射角为θ。下列说法正确的是（     ） A．θ>30° B．θ=30° C．θ<30° D．无法确定 【答案】C 【详解】根据光的折射定律，因从光疏介质射入光密介质，则n>1，即 可知。 故选C。 【变式1-2】（多选）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。 【变式1-3】如图所示，一单色光从边长为d的正六边形透明饰品AB边的中点P以入射角射入饰品，折射后射到CD边上的Q点，且PQ//BC。光在真空中的传播速度大小为c，求： (1)饰品对该单色光的折射率n； (2)该单色光从P点传播到Q点所用的时间t。 【详解】（1）根据几何关系可知，该单色光在P点发生折射的折射角 根据折射定律有 解得 （2）该单色光从P点传播到Q点的路程为   解得 该单色光在饰品中传播的速度大小 又 解得 知识点2 折射率 1、定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫作这种介质的绝对折射率，简称折射率，即n＝。 2、折射率与光速的关系：某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c与光在这种介质中的传播速度v之比，即n＝。 （1）n的大小与θ1和θ2无关，与介质和入射光的频率有关，对于确定的介质，n是定值，不能说n∝sinθ1或n∝1/sinθ2。 （2）折射率无单位，由于c＞v，故任何介质的折射率n都大于1。 （3）折射率反映介质对光的偏折作用，n越大光线偏折越厉害。 （4）光从一种介质进入另一种介质时,折射角与入射角的大小关系不要一概而论,要视两种介质的折射率大小而定。 （5）当光从折射率小的介质斜射入折射率大的介质时,入射角大于折射角,当光从折射率大的介质斜射入折射率小的介质时,入射角小于折射角。 注意：（1）折射率 n=vc​，表示介质对光的偏折能力，越大偏折越强。 （2）光从真空射入介质，n＝。 （3）折射率越大，光速越小，越容易发生全反射。 【典例2-1】如图所示，一束单色光从介质1射入介质2，在介质1、2中的传播速度分别为v1、v2，在介质1、2中的波长分别为λ1、λ2，在介质1、2中的折射率分别为n1、n2，频率分别为f1、f2，则（　　） A．v1<v2 B．λ1>λ2 C．n1>n2 D．f1>f2 【答案】B 【详解】根据折射定律可知，折射率小的介质光线与法线的夹角较大，则 根据可知，光在折射率较大的介质中传播时，传播速度较小，则 光从一种介质进入另一种介质时频率不变，则 根据可知，光的传播速度大，则波长较大，所以 故选B。 【典例2-2】（多选）两束不同的单色光红光和蓝光从空气平行射入水中，发生了如图所示的折射现象（）。下列结论中正确的是（　　） A．光束b是蓝光 B．光束a在水中的传播速度比光束b的小 C．水对光束a的折射率比水对光束b的折射率大 D．水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小 【答案】AD 【详解】CD．由题图可知，两束光入射角相同，设入射角为，由折射定律可知， 因为，则，故 水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小，故C错误，D正确； A．因为，红光折射率小于蓝光，故光束b是蓝光，故A正确； B．由折射率定义（为真空中光速，为介质中光速），折射率越大，光在介质中的传播速度越小，故光束a在水中的传播速度比光束b的大，故B错误。 故选AD。 【典例2-3】如图所示，为一玻璃砖的横截面，，一束蓝光垂直AB边射入，从AC边上的D点射出，其折射角为53°，已知，光在真空中的传播速度为c，，求： (1)玻璃砖对蓝光的折射率n； (2)蓝光在玻璃砖中的传播时间t。 【详解】（1）由折射定律得 解得 （2）蓝光在玻璃砖中的传播速度为 蓝光在玻璃砖中的传播距离为 蓝光在玻璃砖中的传播时间为 联立解得 【变式2-1】如图所示，一半径为的玻璃圆柱水平放置，平行于其横截面的一束光线沿与竖直方向夹角从截面顶点入射，随后从横截面另一位置（未画出）射出。已知出射光线与入射光线的夹角为，光在真空中的传播速度为，不考虑光线在圆柱内的反射，则下列说法正确的是（　　） A．该玻璃圆柱的折射率为 B．该玻璃圆柱的折射率为 C．光在玻璃圆柱中传播的时间为 D．光在玻璃圆柱中传播的时间为 【答案】A 【详解】A B．根据几何关系第一次的折射角等于第二次的入射角，据光在折射时的可逆性和折射定律得第二次的出（折）射角等于第一次的入射角， 一共偏转了，如图所示 又 故折射角，据折射定律，有 故A正确，B错误； CD．由几何关系光在该玻璃圆柱中传播的路径为 光在该玻璃圆柱中传播速度为 光在玻璃圆柱中传播的时间为，故CD错误。 故选A。 【变式2-2】（多选）如图所示的玻璃砖，、，边长为。一束激光以与边的夹角为从边上的点射入，折射光线到达边上的中点E。已知反向延长线的夹角为，且，光在真空中传播速度为。下列说法正确的是（    ） A．此激光在D点的入射角为 B．玻璃砖的折射率为 C．激光从D到E的传播距离为 D．激光从D到E的传播时间为 【答案】BD 【详解】A．由几何关系可得光在D点的入射角为， 故A错误； B．由几何关系可得光在D点入射后的折射角为，由可得 所以玻璃砖的折射率为，故B正确； C．对于直角三角形ABC，因为边长为，所以边长BC的长度为2L，E是BC的中点，则 由几何关系可得 则 在三角形BDE内根据正弦定理得 代入数据解得，故C错误； D．由 解得激光在玻璃砖内的速度为 所以激光从D到E的传播时间为 代入数据解得，故D正确。 故选BD。 【变式2-3】如图所示，等边三角形ABC为玻璃砖的截面，边长均为L。现有一细束单色光从AC边中点D射入，折射光线恰好与底边BC平行，单色光射入时与AC边的夹角，光在真空中的传播速度为c，取。求： (1)玻璃砖对单色光的折射率n； (2)单色光通过玻璃砖所用的时间t。 【详解】（1）单色光在玻璃砖中的光路如图所示，根据几何关系可知，单色光从AC边射入时的入射角 折射角 根据光的折射定律有 解得n=1.6 （2）单色光在玻璃砖中传播的距离 光在玻璃砖中的传播速度 单色光通过玻璃砖所用的时间 知识点3 测量玻璃的折射率 1、实验目的：测定玻璃的折射率。 2、实验器材：木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔。 3、实验原理：折射率公式n＝。 4、实验步骤 步骤1：把白纸用图钉钉在木板上。 步骤2：在白纸上画一条直线aa′作为界面，画一条线段AO作为入射光线，并过O点画出界面aa′的法线NN′。 步骤3：把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的一条边跟aa′对齐，并画出玻璃砖的另一个长边bb′。 步骤4：在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2。 步骤5：在玻璃砖的bb′一侧竖直地插上大头针P3，用眼睛观察调整视线要使P3能同时挡住P1和P2的像。 步骤6：同样地在玻璃砖的bb′一侧再竖直地插上大头针P4，使P4能挡住P3本身和P1、P2的像。 步骤7：记下P3、P4的位置，移去玻璃砖和大头针，过P3、P4引直线O′B与bb′交于O′点，连接OO′，OO′就是玻璃砖内的折射光线的方向，入射角θ1=∠AON，折射角θ2=∠O′ON′。 步骤8：用量角器量出入射角θ1和折射角θ2的度数。 步骤9：从三角函数表中查出入射角和折射角的正弦值，记入自己设计的表格里。 步骤10：用上面的方法分别作出入射角是30°、45°、60°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，把这些数据也记在表格里。 步骤11：算出不同入射角时的值，比较一下，看它们是否接近一个常数，求出几次实验中所测的平均值，这就是玻璃的折射率。 步骤12：也可用如下方法求折射率n。 用圆规以O为圆心，任意长为半径画圆，交入射线于P点，交折射线于Q点；过P作法线的垂线，交于N，过Q作法线的垂线，交于N′；用刻度尺分别测出PN和QN′之长，则n=。 5、注意事项 （1）用手拿玻璃砖时，手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面．严禁把玻璃砖当尺子画玻璃砖的两个边aa′、bb′。 （2）实验过程中，玻璃砖在纸上的位置不可移动。 （3）大头针应竖直地插在白纸上，且玻璃砖每一侧的两枚大头针P1和P2间、P3和P4间的距离应尽量大一些，以减少确定光路方向时造成的误差。 （4）实验时入射角不宜过小，否则会使入射角和折射角的值偏小，增大测量误差；入射角也不宜过大，否则在bb′一侧要么看不到P1、P2的虚像，要么看到P1、P2的像模糊不清，并且变粗，不便于插大头针P3、P4。 （5）由于要多次改变入射角的大小重复实验，所以入射光线与出射光线要一一对应编号，以免混乱。 【典例3-1】如图， “测量玻璃的折射率”实验中，正确的是（　　） A．将玻璃砖的边 PQ画到P'Q'，折射率的测量值偏小 B．量角器量出i1、i2，可求出玻璃砖的折射率 C．大头针 P4只需挡住大头针P3 D．增大 i1，经过P1、P2的光在PQ面上会发生全反射 【答案】A 【详解】B．量角器量出i1、i2，可求出玻璃砖的折射率，故B错误； A．将玻璃砖的边 PQ画到P'Q'，由题图可知折射角i2测量值偏大，根据可知，折射率的测量值偏小，故A正确； C．大头针 P4需要挡住大头针P3以及P1、P2的像，故C错误； D．根据图中几何关系可知，光线在PQ面的入射角等于在MN面的折射角，根据光路可逆可知，增大 i1，经过P1、P2的光在PQ面上不会发生全反射，故D错误。 故选A。 【典例3-2】某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖、大头针、刻度尺、圆规、笔、白纸。如图甲所示，在玻璃砖一侧插上大头针，，确定入射光线AO。现需在玻璃砖的另一侧插上和两枚大头针，以确定光在玻璃砖中的折射光线。 (1)下列确定，位置的方法正确的是______。 A．透过玻璃砖观察，使仅挡住的像 B．透过玻璃砖观察，使挡住，的像 C．透过玻璃砖观察，使仅挡住 D．透过玻璃砖观察，使挡住和，的像 (2)同学们在确定入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交延长线于C点，过A点和C点作法线的垂线，分别交于B点和D点，并测得，，则该玻璃的折射率______。 (3)同学们突发奇想，用两块同样的玻璃直角三棱镜ABC来做实验，两者的AC面是平行放置的，如图乙所示。插针位置、的连线垂直于AB面，若其他操作均正确，在图乙中右边的插针应该是______。若仅在两直角三棱镜斜边AC之间的间隙充满某种液体（），右边的插针可能是______。（两空均选填“”、“”、“”或“”） 【答案】(1)BD (2)1.56 (3) 【详解】（1）确定，位置的方法正确的是透过玻璃砖观察，使挡住，的像，使挡住和，的像，故选BD。 （2）该玻璃的折射率 （3）[1]把两块同样的玻璃直角三棱镜ABC之间的空气层看作平行“空气砖”，根据折射定律，入射角小于折射角，折射光线远离法线偏折，出射光线与入射光线平行，作出光路图如图所示： 可知在图乙中右边的插针应该是P3P4； [2]若仅在两直角三棱镜斜边AC之间的间隙充满某种液体（），根据折射定律，入射角大于折射角，折射光线靠近法线偏折，出射光线与入射光线平行，作出光路图如图所示： 右边的插针可能是。 【变式3-1】如图，某同学用“插针法”测量平行玻璃砖的折射率，他先在纸上紧贴玻璃砖画出参考线、，钉上大头针、，再继续实验，画出光路图，则下列说法正确的是（　　） A．钉大头针时只需挡住即可 B．若在钉大头针不小心使玻璃板平移到了虚线框位置，则最终测得的折射率偏大 C．若把误画在了，其他操作均正确，则测得的折射率偏小 D．、及、之间的距离取的小一些，可以减小误差 【答案】C 【详解】A．在 “插针法” 实验中，钉大头针时，需要同时挡住​以及、​的像，这样才能保证在出射光的路径上，故A错误； B．不小心把玻璃砖移平移到了虚线框位置，则入射角和折射角都不会改变，不会影响折射率的测量，故 B错误； C．若把误画在了，导致折射角变大，根据折射定律有 而入射角不变，所以测得的折射率就会偏小，故C正确； D．折射光线是通过隔着玻璃观察成一条直线确定的，大头针间的距离太小，引起的角度误差会较大，故、及、之间的距离适当大些，可以提高精确度，故D错误。 故选C。 【变式3-2】在“测玻璃的折射率”实验中： (1)为了取得较好的实验效果，下列操作正确的是__________。 A．必须选用上下表面平行的玻璃砖 B．选择的入射角应尽可能的小 C．大头针和及和之间的距离适当大些 D．实验中可以移动玻璃砖让大头针、、、共线 (2)从和一侧观察时，发现挡住、的像，但没挡住本身，这说明大头针__________（选填“”、“”）没放在准确的位置。 (3)甲同学在完成了光路图以后，以点为圆心，为半径画圆，交延长线于点，作图后，，如图所示，若他测得，，，，则可求出玻璃的折射率__________。 (4)在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，乙同学用的是梯形玻璃砖，他的其他操作均正确，且均以、为界面画光路图，则乙同学测得的折射率__________（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 【答案】(1)C (2) (3)1.6 (4)等于 【详解】（1）A．玻璃砖上下表面不平行也能完成实验，只要能确定入射和出射光线即可，故A错误； B．入射角应适当大一些，这样折射现象更明显，测量误差更小，故B错误； C．大头针和及和之间的距离应适当大些，这样能更准确地确定光线方向，减小误差，故C正确； D．实验中不能移动玻璃砖，否则会导致光线记录错误，故D错误。 故选C。 （2）从和一侧观察，挡住、的像但没挡住本身，说明不在、的像和的连线上，所以没放在准确的位置。 （3）设圆的半径为，则根据折射定律以及几何关系有 （4）用梯形玻璃砖时，只要操作正确，以ab、cd为界面画光路图，确定的入射角和折射角是准确的，所以测得的折射率等于真实值。 1．对于红绿两种单色光，下列说法中正确的是（　　） A．在水中绿光的频率较大 B．在水中红光的频率较大 C．在真空中绿光的传播速度较大 D．在真空中红光的传播速度较大 【答案】A 【详解】AB．光的频率由光源决定，与传播介质无关，可见光中绿光固有频率大于红光，因此在水中绿光频率仍较大，故A正确，B错误； CD．所有电磁波在真空中的传播速度均为光速c，和光的频率无关，红光、绿光在真空中传播速度相等，故C、D错误。 故选 A。 2．两束不同频率的平行单色光a、b由空气射向玻璃时发生折射，其光路图如图所示，下列说法正确的是（    ） A．a光和b光从空气进入玻璃后频率都减小 B．a光和b光的入射角都是30° C．a光在玻璃中的折射率较小 D．b光在玻璃中的传播速度较大 【答案】D 【详解】A．光的频率由光源决定，与介质无关，可知a光和b光从空气进入玻璃后频率都不变，故A错误； B．入射角是入射光线与法线的夹角，由图可知入射光线与界面的夹角为，则入射角为，故B错误； C．由图可知，两束光的入射角相同，a光的折射角小于b光的折射角，根据折射定律可知，a光的折射率较大，故C错误； D．根据可知折射率越大，传播速度越小，故b光在玻璃中的传播速度较大，故D正确。 故选D。 3．如图，一光束射入等边三角形玻璃砖，射入时，入射光与玻璃砖表面角度和射出时出射光与玻璃砖表面夹角均为30°，则该玻璃砖对这束光的折射率为（　　） A． B．1.5 C． D．2 【答案】C 【详解】由题意可得，光路图如图所示 由题意可知 根据对称性，结合几何关系可知，光线与三角形玻璃砖的底边平行，则 所以，该玻璃砖对这束光的折射率为 故选C。 4．如图所示，为了观察门外情况，可以在门上开一小圆孔，将一块圆柱形玻璃嵌入其中，圆柱体轴线与门面垂直。从圆柱底面中心往外看，可以看到的门外入射光线与轴线间的最大夹角称为视场角。已知该玻璃的折射率为，圆柱长为，底面半径为，则视场角的正弦值为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】光路图如图所示 根据光的折射定律 由几何关系得 所以视场角的正弦为 故选C。 5．在中国空间站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向水球中注入空气形成了一个内含气泡的水球。如题图所示，若气泡与水球同心，水球半径为0.1m，气泡半径为0.05m，在过球心O的平面内，某单色光以53°的入射角射入水球中，已知该单色光在水中的折射率是，，光速（不考虑光的反射）。下列说法正确的是（　　） A．该单色光进入水球后频率减小，速度减小 B．该单色光恰好能进入气泡中 C．增大入射角，该单色光能进入气泡中 D．该单色光大约经过射出水球 【答案】D 【详解】A．单色光进入水球后频率不变，根据可知速度减小，故A错误； BC．光进入水中，根据折射定律有 入射角为，解得 作出光路图，水球半径为0.1m，气泡半径为0.05m，由 可知光不能进入气泡中，增大入射角，则折射角增大，光不能进入气泡中，故BC错误； D．根据几何关系可知光程为 光在水中的速度为 则时间为，故D正确。 故选D。 6．如图，某立方体玻璃砖的下表面镀有反光薄膜，一束由两种单色光混合的复色光沿PO方向射向玻璃砖的上表面，得到分别经过O、M、N三点射向空气的光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ（不考虑第二次反射），已知α为锐角，玻璃砖对光束Ⅲ的折射率为2，下列说法正确的是（　　） A．时，光束Ⅲ会消失 B．在玻璃砖中，光束Ⅱ的速度小于光束Ⅲ的速度 C．增大角度α，光束Ⅱ会远离光束Ⅰ D．光束Ⅱ、Ⅲ相互平行，但与光束Ⅰ不平行 【答案】B 【详解】D．根据光的反射定律和折射定律可知，光束Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ相互平行，故D错误； A．时，光束Ⅲ仍可进入玻璃砖并射出玻璃砖，光束Ⅲ不会消失，故A错误； B．画出光路图如图所示 光束由O点进入玻璃砖发生折射，光束Ⅱ的偏折程度较大，，说明玻璃砖对光束Ⅱ的折射率较大，根据可知在玻璃砖中，光束Ⅱ的速度小于光束Ⅲ的速度，故B正确； C．若角增大到，则光束Ⅰ、Ⅱ重合，故增大角度α，光束Ⅱ会靠近光束Ⅰ，故C错误。 故选B。 7．如图所示，OBCD为半圆柱形冰块的横截面，OD为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿AO方向从真空射入冰块，在冰块中分散为两束光，分别从B、C两点射出，冰块对两种色光的折射率均小于。设由B点射出的光在冰块中的传播时间为，由C点射出的光在冰块中的传播时间为，则下列说法中正确的是（　　） A． B．OC光线是紫光 C．在该冰块中，从B点射出的光传播速度比从C点射出的光传播速度小 D．改变入射角，出射光线不会与入射光线平行 【答案】C 【详解】A．设冰块直径为d，折射角为r，光在冰块中传播的距离为弦长。连接BD，因为OD为直径，所以。在中， 光在冰块中的传播速度 传播时间 根据折射定律 可得 所以 因为两束光的入射角i相同，所以，故A错误； B．由图可知，OB光线的偏折程度比OC光线大，即OB的折射角小于OC的折射角。根据可知，OB光线的折射率大。紫光的折射率大于红光，所以OB光线是紫光，OC光线是红光，故B错误； C．在该冰块中，OB光线的折射率大，OC光线的折射率小。根据 可知，折射率越大，传播速度越小，所以从B点射出的光传播速度比从C点射出的光传播速度小，故C正确； D．冰块对两种色光的折射率均小于，当调整入射角，恰好使玻璃中的出射点在圆柱体玻璃的最低点，此时进入玻璃和射出玻璃的两条法线是平行的关系，根据折射定律，易知出射光线会与入射光线平行，故D错误。 故选C。 8．（多选）如图所示，一束由、两种色光组成的复色光沿半径方向射入半圆形玻璃砖内，经上表面折射后分为两束单色光、，则下列说法正确的是（　　） A．光的折射率大于光的折射率 B．真空中光的波长大于光的波长 C．光在玻璃中的传播速度大于光在玻璃中的传播速度 D．光的频率大于光的频率 【答案】BC 【详解】A．如图可知，     由，解得，A错误； B．根据光的折射率越大，光的频率越大，可得     由，解得，B正确； C．由，解得，C正确； D．由前面分析可知，D错误。 故选BC。 9．（多选）如图所示，有一横截面为正三角形的三棱镜，边为吸光材质，一平面光源可发出垂直于光源平面的平行单色光，光源平面与水平方向夹角为，光源发出的平行光穿过三棱镜的光路如图所示，图中光线在三棱镜中的光路与平行，且垂直打在光屏上，下列说法正确的是（   ） A．三棱镜的折射率 B．从光源发出的所有经过三棱镜到达光屏的光，传播时间相等 C．缓慢绕点顺时针转动光源，所有光线依然都能经过三棱镜传播到光屏 D．从光源发出的所有经过三棱镜到达光屏的光中，从中点入射的光线传播时间最短 【答案】AB 【详解】A．根据题意，作出法线如图所示 由几何关系可得， 由折射定律可得 故A正确； BD．根据题意，设的长度为，三棱镜的每边长为a，由几何关系和对称性可知，光线在三棱镜外传播的距离为，在三棱镜内传播的距离为，由公式 可得，光在三棱镜内传播速度 则传播时间为 可知，从光源发出的所有经过三棱镜到达光屏的光的传播时间相等，故B正确，D错误； C．缓慢绕B点顺时针转动光源，结合上述分析可知，光线在面的入射角逐渐减小，则光线在面的折射角逐渐减小，折射光线向下偏移，可能出现折射光线打在面被吸收，则不是所有光线都能经过三棱镜传播到光屏，故C错误。 故选AB。 10．（多选）如图所示，三角形为棱镜的横截面、，一束光线从边的中点以的入射角射入棱镜，从点射出的光线恰好与平行。已知，光在真空中的传播速度为，下列说法正确的是（　　） A．棱镜对光的折射率为 B．棱镜对光的折射率为 C．光在棱镜中传播的时间为 D．光在棱镜中传播的时间为 【答案】AD 【详解】AB．如图所示，设光在点的入射角,折射角为，在点的入射角为，折射角为，根据折射定律有 根据几何关系可得折射角 结合折射定律可以得出 解得 故A正确，B错误； CD．三角形为等边三角形，设光在棱镜中传播的速度为，结合正弦定理有 由运动学公式结合折射定理解 得 故C错误，D正确。 故选AD。 11．在“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，然后画出玻璃砖与空气的两个界面和，如图甲所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和。 （1）在插和时，应使挡住和的像，使挡住、的像和。 （2）用“插针法”找出与入射光线对应的折射光线，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线的垂线，垂足分别为C、D点，如图乙所示，则玻璃的折射率_______（用图中线段的字母表示）。 （3）为了减小实验误差，实验时的正确操作是( ) A．入射角应尽量小些 B．玻璃砖的宽度宜小一些 C．大头针应垂直地插在纸面上 D．大头针、及、之间的距离应适当小些 （4）该同学在画界面时，不小心将两界面、间距画得比玻璃砖宽度大些，如图丙所示，则他测得折射率_______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】 C 偏小 【详解】（2）[1]根据几何关系入射角正弦值为 折射角正弦值为 且，根据折射定律有 （3）[2]A．为减小实验误差，入射角应尽量大些，故A错误； B．为减小实验误差，玻璃砖的宽度宜大一些，故B错误； C．为了便于大头针挡住前面大头针的像，大头针应垂直地插在纸面上，故C正确； D．为减小实验误差，大头针、及、之间的距离应适当大些，故D错误。 故选C。 （4）[3]根据题意作出光路图 由图可知，入射角不变，但是折射角变大，根据折射定律可知，所测折射率偏小。 12．某实验小组用插针法测量玻璃的折射率。 (1)在白纸上放好玻璃砖，和分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图甲所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，用“”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和。在插和时，应使 （选填选项前的字母）。 A．只挡住的像 B．只挡住的像 C．同时挡住、的像 (2)为了减小实验误差，实验时应注意的是 。 A．入射角应尽量小些 B．玻璃砖的宽度应小一些 C．大头针、之间的距离及大头针、之间的距离应适当大些 (3)甲同学在画界面时，不小心将两界面、间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，则他测得的折射率与真实值相比______（选填“偏大”、“偏小”、“不变”）。 (4)乙同学在完成光路图以后，以入射点为圆心，适当长度为半径画圆，分别交入射光线于点，交入射点与出射点连线的延长线于点。过点、点作法线的垂线、，垂足为点、点，如图丙所示,由此可得出该玻璃的折射率表达式______(用线段长“”、“”、“”、“”表示)。用刻度尺量得，，，.则可计算得玻璃折射率______。 【答案】(1)C (2)C (3)偏小 (4) 1.70/1.7 【详解】（1） 实验中，在插 时，应使 同时挡住、的像；在插 时，应使 同时挡住 本身和、的像。 故选C。 （2）A．入射角应适当大一些，避免角度测量误差过大，故A错误； B．玻璃砖宽度应适当大一些，减小折射光线的绘制误差，故B错误； C．大头针间距适当大一些，可减小光路绘制的误差，故C正确。 故选C。 （3）作出实际光路图，如图所示 由图可知，入射角不变，但是测得的折射角变大，根据折射定律可知，所测折射率偏小。 （4）[1][2]根据题意，由题图丙和折射定律有 代值得 【点睛】 13．在“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，然后画出玻璃砖与空气的两个界面和，如图甲所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，做上标记表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和。 （1）在插和时，应使挡住和的像，使挡住、的像和。 （2）用“插针法”找出与入射光线对应的折射光线，以入射点为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B两点作的垂线，垂足分别为C、D点，如图乙所示，则玻璃的折射率_____（用图中线段表示，如、、等）。 （3）为了减小实验误差，实验时的正确操作有( ) A．入射角应当越小越好 B．玻璃砖的宽度应当越小越好 C．大头针应垂直地插在纸面上 D．大头针、及、之间的距离应适当大些 （4）该同学在画界面时，不小心将两界面、间距画得比玻璃砖宽度大些，如图丙所示，则他测得的折射率比实际折射率_____（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】 CD/DC 偏小 【详解】[1] 根据几何关系入射角正弦值为，折射角正弦值为，且 根据折射定律有 [2] A. 为减小实验误差，入射角应适当大些，故A错误； B. 为减小实验误差，玻璃砖的宽度宜大一些，故B错误； C. 为了便于大头针挡住前面大头针的像，大头针应垂直地插在纸面上，故C正确； D. 为减小实验误差，大头针、及、之间的距离应适当大些，故D正确。 故选CD。 [3] 根据题意作出光路图，由图可知，入射角不变，但是折射角变大，根据折射定律可知，所测折射率偏小。 14．如图所示，是半圆柱形玻璃砖的横截面，半径，距离玻璃砖平面处是一光屏。细光束从P点沿半径方向射入玻璃砖，从O点以入射角射出后打在光屏上。已知玻璃砖的折射率，光在空气中的速度，求 (1)打在光屏上位置离O点的距离； (2)光从射入玻璃砖到打在光屏上的时间。 【详解】（1）设光线从玻璃砖出来的折射角为，根据折射定律有 解得 可得 故打在光屏上位置离O点的距离为 （2）光线在玻璃砖中运动的速度为 故光线从射入玻璃砖到打在光屏上的时间 代入数据解得 15．某汽车车灯结构的简化图如图乙所示。现有一束光从焦点处射出，经旋转抛物面反射后，从垂直于半球透镜的竖直直径的C点射入透镜。已知O点为半球透镜的球心，C点距水平地面的高度为，（半球透镜R为已知量），半球透镜的折射率n为，光在真空中的传播速度为c，，求： (1)光穿过半球透镜的时间（结果可用根号表示）； (2)这束光照射到地面的位置与其从车灯出射点间的水平距离。 【详解】（1）作出光路图如图所示 光在半球透镜中的传播速度为 根据几何关系可知，光在半球透镜中的传播距离为 则光穿过半球透镜的时间为 （2）设光线从C点水平射向半球玻璃时的入射角为α，从半球玻璃折射后的出射光线与水平面成β角，则有， 联立解得， 设这束光照射到地面的位置与其从车灯出射点间的水平距离为，由几何关系可得 解得 16．如图所示，截面为半圆的玻璃砖直径水平，半径为，圆心为，、分别是直径的左、右端点，点是玻璃砖的最低点，一束光从玻璃砖内点射到线段的中点，其折射角。反射光线经过玻璃砖的点（未画出），光在真空中传播的速度为，求： (1)玻璃砖对该光的折射率； (2)点离的距离； (3)光从点传播到点的时间。 【详解】（1）根据题意作出光路图如图所示 根据折射定律可得玻璃砖对该光的折射率为 根据几何关系可得 解得 （2）在中，有 可得 在中，根据几何关系可得 解得点离的距离为 （3）光在玻璃砖中的传播速度为 光从点传播到点的传播距离为 则光从点传播到点的时间为 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.1 光的折射（知识解读）（解析版） •知识点1 光的折射 •知识点2 折射率 •知识点3 测量玻璃的折射率 •作业 随堂检测 知识点1 光的折射 1、光的反射 （1）反射现象：光从第1种介质射到该介质与第2种介质的分界面时，一部分光会返回到第1种介质的现象。 （2）反射定律：反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角。 （3）在光的反射现象中，光路是可逆的。 2．光的折射 （1）折射现象：光从第1种介质射到该介质与第2种介质的分界面时，一部分光会进入第2种介质的现象。 （2）折射定律 折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比，即＝n12(式中n12是比例常数)。 （3）在光的折射现象中，光路是可逆的。 注意：（1）光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生偏折，垂直入射时不偏折。 （2）折射定律：折射光线、入射光线和法线在同一平面，分居法线两侧，满足 n1sinθ1=n2sinθ2。 （3）光从光疏→光密介质，折射角小于入射角；从光密→光疏，折射角大于入射角，入射角够大时会发生全反射。 【典例1-1】如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃。设紫光和红光从O点第一次传播到圆弧面的时间分别为和，则下列说法中正确的是（     ） A． B．红光和紫光在玻璃中的传播速度相等 C．在玻璃中红光的速度比紫光小 D．光线OB是红光的折射光线 【典例1-2】（多选）水平桌面上放一个侧壁不透明的底面为正方形的长方体水槽，小附站在如图示位置，朝着缸底看过去刚好看到缸底左边缘O点，以O为坐标原点，建立xOy坐标系。往水槽内缓慢加入某种液体，当水槽中液体深度时，恰能看到底部处，测得水槽的深度，底面边长为，则（　　） A．该液体的折射率为 B．该液体的折射率为 C．调整液体深度，能看到处 D．调整液体深度，能看到处 【典例1-3】如图，玻璃砖的横截面是半径为的半圆，圆心为点，直径与轴重合。一束平行于轴的激光，从横截面上的点由空气射入玻璃砖，从点射出。已知点到轴的距离为，玻璃砖折射率为，真空中光速为。（） (1)求激光由到所需时间； (2)点到轴的距离。 【变式1-1】一束光从空气射入水中，入射角为30°，折射角为θ。下列说法正确的是（     ） A．θ>30° B．θ=30° C．θ<30° D．无法确定 【变式1-2】（多选）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 【变式1-3】如图所示，一单色光从边长为d的正六边形透明饰品AB边的中点P以入射角射入饰品，折射后射到CD边上的Q点，且PQ//BC。光在真空中的传播速度大小为c，求： (1)饰品对该单色光的折射率n； (2)该单色光从P点传播到Q点所用的时间t。 知识点2 折射率 1、定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫作这种介质的绝对折射率，简称折射率，即n＝。 2、折射率与光速的关系：某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c与光在这种介质中的传播速度v之比，即n＝。 （1）n的大小与θ1和θ2无关，与介质和入射光的频率有关，对于确定的介质，n是定值，不能说n∝sinθ1或n∝1/sinθ2。 （2）折射率无单位，由于c＞v，故任何介质的折射率n都大于1。 （3）折射率反映介质对光的偏折作用，n越大光线偏折越厉害。 （4）光从一种介质进入另一种介质时,折射角与入射角的大小关系不要一概而论,要视两种介质的折射率大小而定。 （5）当光从折射率小的介质斜射入折射率大的介质时,入射角大于折射角,当光从折射率大的介质斜射入折射率小的介质时,入射角小于折射角。 注意：（1）折射率 n=vc​，表示介质对光的偏折能力，越大偏折越强。 （2）光从真空射入介质，n＝。 （3）折射率越大，光速越小，越容易发生全反射。 【典例2-1】如图所示，一束单色光从介质1射入介质2，在介质1、2中的传播速度分别为v1、v2，在介质1、2中的波长分别为λ1、λ2，在介质1、2中的折射率分别为n1、n2，频率分别为f1、f2，则（　　） A．v1<v2 B．λ1>λ2 C．n1>n2 D．f1>f2 【典例2-2】（多选）两束不同的单色光红光和蓝光从空气平行射入水中，发生了如图所示的折射现象（）。下列结论中正确的是（　　） A．光束b是蓝光 B．光束a在水中的传播速度比光束b的小 C．水对光束a的折射率比水对光束b的折射率大 D．水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小 【典例2-3】如图所示，为一玻璃砖的横截面，，一束蓝光垂直AB边射入，从AC边上的D点射出，其折射角为53°，已知，光在真空中的传播速度为c，，求： (1)玻璃砖对蓝光的折射率n； (2)蓝光在玻璃砖中的传播时间t。 【变式2-1】如图所示，一半径为的玻璃圆柱水平放置，平行于其横截面的一束光线沿与竖直方向夹角从截面顶点入射，随后从横截面另一位置（未画出）射出。已知出射光线与入射光线的夹角为，光在真空中的传播速度为，不考虑光线在圆柱内的反射，则下列说法正确的是（　　） A．该玻璃圆柱的折射率为 B．该玻璃圆柱的折射率为 C．光在玻璃圆柱中传播的时间为 D．光在玻璃圆柱中传播的时间为 【变式2-2】（多选）如图所示的玻璃砖，、，边长为。一束激光以与边的夹角为从边上的点射入，折射光线到达边上的中点E。已知反向延长线的夹角为，且，光在真空中传播速度为。下列说法正确的是（    ） A．此激光在D点的入射角为 B．玻璃砖的折射率为 C．激光从D到E的传播距离为 D．激光从D到E的传播时间为 【变式2-3】如图所示，等边三角形ABC为玻璃砖的截面，边长均为L。现有一细束单色光从AC边中点D射入，折射光线恰好与底边BC平行，单色光射入时与AC边的夹角，光在真空中的传播速度为c，取。求： (1)玻璃砖对单色光的折射率n； (2)单色光通过玻璃砖所用的时间t。 知识点3 测量玻璃的折射率 1、实验目的：测定玻璃的折射率。 2、实验器材：木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔。 3、实验原理：折射率公式n＝。 4、实验步骤 步骤1：把白纸用图钉钉在木板上。 步骤2：在白纸上画一条直线aa′作为界面，画一条线段AO作为入射光线，并过O点画出界面aa′的法线NN′。 步骤3：把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的一条边跟aa′对齐，并画出玻璃砖的另一个长边bb′。 步骤4：在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2。 步骤5：在玻璃砖的bb′一侧竖直地插上大头针P3，用眼睛观察调整视线要使P3能同时挡住P1和P2的像。 步骤6：同样地在玻璃砖的bb′一侧再竖直地插上大头针P4，使P4能挡住P3本身和P1、P2的像。 步骤7：记下P3、P4的位置，移去玻璃砖和大头针，过P3、P4引直线O′B与bb′交于O′点，连接OO′，OO′就是玻璃砖内的折射光线的方向，入射角θ1=∠AON，折射角θ2=∠O′ON′。 步骤8：用量角器量出入射角θ1和折射角θ2的度数。 步骤9：从三角函数表中查出入射角和折射角的正弦值，记入自己设计的表格里。 步骤10：用上面的方法分别作出入射角是30°、45°、60°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，把这些数据也记在表格里。 步骤11：算出不同入射角时的值，比较一下，看它们是否接近一个常数，求出几次实验中所测的平均值，这就是玻璃的折射率。 步骤12：也可用如下方法求折射率n。 用圆规以O为圆心，任意长为半径画圆，交入射线于P点，交折射线于Q点；过P作法线的垂线，交于N，过Q作法线的垂线，交于N′；用刻度尺分别测出PN和QN′之长，则n=。 5、注意事项 （1）用手拿玻璃砖时，手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面．严禁把玻璃砖当尺子画玻璃砖的两个边aa′、bb′。 （2）实验过程中，玻璃砖在纸上的位置不可移动。 （3）大头针应竖直地插在白纸上，且玻璃砖每一侧的两枚大头针P1和P2间、P3和P4间的距离应尽量大一些，以减少确定光路方向时造成的误差。 （4）实验时入射角不宜过小，否则会使入射角和折射角的值偏小，增大测量误差；入射角也不宜过大，否则在bb′一侧要么看不到P1、P2的虚像，要么看到P1、P2的像模糊不清，并且变粗，不便于插大头针P3、P4。 （5）由于要多次改变入射角的大小重复实验，所以入射光线与出射光线要一一对应编号，以免混乱。 【典例3-1】如图， “测量玻璃的折射率”实验中，正确的是（　　） A．将玻璃砖的边 PQ画到P'Q'，折射率的测量值偏小 B．量角器量出i1、i2，可求出玻璃砖的折射率 C．大头针 P4只需挡住大头针P3 D．增大 i1，经过P1、P2的光在PQ面上会发生全反射 【典例3-2】某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖、大头针、刻度尺、圆规、笔、白纸。如图甲所示，在玻璃砖一侧插上大头针，，确定入射光线AO。现需在玻璃砖的另一侧插上和两枚大头针，以确定光在玻璃砖中的折射光线。 (1)下列确定，位置的方法正确的是______。 A．透过玻璃砖观察，使仅挡住的像 B．透过玻璃砖观察，使挡住，的像 C．透过玻璃砖观察，使仅挡住 D．透过玻璃砖观察，使挡住和，的像 (2)同学们在确定入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交延长线于C点，过A点和C点作法线的垂线，分别交于B点和D点，并测得，，则该玻璃的折射率______。 (3)同学们突发奇想，用两块同样的玻璃直角三棱镜ABC来做实验，两者的AC面是平行放置的，如图乙所示。插针位置、的连线垂直于AB面，若其他操作均正确，在图乙中右边的插针应该是______。若仅在两直角三棱镜斜边AC之间的间隙充满某种液体（），右边的插针可能是______。（两空均选填“”、“”、“”或“”） 【变式3-1】如图，某同学用“插针法”测量平行玻璃砖的折射率，他先在纸上紧贴玻璃砖画出参考线、，钉上大头针、，再继续实验，画出光路图，则下列说法正确的是（　　） A．钉大头针时只需挡住即可 B．若在钉大头针不小心使玻璃板平移到了虚线框位置，则最终测得的折射率偏大 C．若把误画在了，其他操作均正确，则测得的折射率偏小 D．、及、之间的距离取的小一些，可以减小误差 【变式3-2】在“测玻璃的折射率”实验中： (1)为了取得较好的实验效果，下列操作正确的是__________。 A．必须选用上下表面平行的玻璃砖 B．选择的入射角应尽可能的小 C．大头针和及和之间的距离适当大些 D．实验中可以移动玻璃砖让大头针、、、共线 (2)从和一侧观察时，发现挡住、的像，但没挡住本身，这说明大头针__________（选填“”、“”）没放在准确的位置。 (3)甲同学在完成了光路图以后，以点为圆心，为半径画圆，交延长线于点，作图后，，如图所示，若他测得，，，，则可求出玻璃的折射率__________。 (4)在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，乙同学用的是梯形玻璃砖，他的其他操作均正确，且均以、为界面画光路图，则乙同学测得的折射率__________（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 1．对于红绿两种单色光，下列说法中正确的是（　　） A．在水中绿光的频率较大 B．在水中红光的频率较大 C．在真空中绿光的传播速度较大 D．在真空中红光的传播速度较大 2．两束不同频率的平行单色光a、b由空气射向玻璃时发生折射，其光路图如图所示，下列说法正确的是（    ） A．a光和b光从空气进入玻璃后频率都减小 B．a光和b光的入射角都是30° C．a光在玻璃中的折射率较小 D．b光在玻璃中的传播速度较大 3．如图，一光束射入等边三角形玻璃砖，射入时，入射光与玻璃砖表面角度和射出时出射光与玻璃砖表面夹角均为30°，则该玻璃砖对这束光的折射率为（　　） A． B．1.5 C． D．2 4．如图所示，为了观察门外情况，可以在门上开一小圆孔，将一块圆柱形玻璃嵌入其中，圆柱体轴线与门面垂直。从圆柱底面中心往外看，可以看到的门外入射光线与轴线间的最大夹角称为视场角。已知该玻璃的折射率为，圆柱长为，底面半径为，则视场角的正弦值为（　　） A． B． C． D． 5．在中国空间站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向水球中注入空气形成了一个内含气泡的水球。如题图所示，若气泡与水球同心，水球半径为0.1m，气泡半径为0.05m，在过球心O的平面内，某单色光以53°的入射角射入水球中，已知该单色光在水中的折射率是，，光速（不考虑光的反射）。下列说法正确的是（　　） A．该单色光进入水球后频率减小，速度减小 B．该单色光恰好能进入气泡中 C．增大入射角，该单色光能进入气泡中 D．该单色光大约经过射出水球 6．如图，某立方体玻璃砖的下表面镀有反光薄膜，一束由两种单色光混合的复色光沿PO方向射向玻璃砖的上表面，得到分别经过O、M、N三点射向空气的光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ（不考虑第二次反射），已知α为锐角，玻璃砖对光束Ⅲ的折射率为2，下列说法正确的是（　　） A．时，光束Ⅲ会消失 B．在玻璃砖中，光束Ⅱ的速度小于光束Ⅲ的速度 C．增大角度α，光束Ⅱ会远离光束Ⅰ D．光束Ⅱ、Ⅲ相互平行，但与光束Ⅰ不平行 7．如图所示，OBCD为半圆柱形冰块的横截面，OD为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿AO方向从真空射入冰块，在冰块中分散为两束光，分别从B、C两点射出，冰块对两种色光的折射率均小于。设由B点射出的光在冰块中的传播时间为，由C点射出的光在冰块中的传播时间为，则下列说法中正确的是（　　） A． B．OC光线是紫光 C．在该冰块中，从B点射出的光传播速度比从C点射出的光传播速度小 D．改变入射角，出射光线不会与入射光线平行 8．（多选）如图所示，一束由、两种色光组成的复色光沿半径方向射入半圆形玻璃砖内，经上表面折射后分为两束单色光、，则下列说法正确的是（　　） A．光的折射率大于光的折射率 B．真空中光的波长大于光的波长 C．光在玻璃中的传播速度大于光在玻璃中的传播速度 D．光的频率大于光的频率 9．（多选）如图所示，有一横截面为正三角形的三棱镜，边为吸光材质，一平面光源可发出垂直于光源平面的平行单色光，光源平面与水平方向夹角为，光源发出的平行光穿过三棱镜的光路如图所示，图中光线在三棱镜中的光路与平行，且垂直打在光屏上，下列说法正确的是（   ） A．三棱镜的折射率 B．从光源发出的所有经过三棱镜到达光屏的光，传播时间相等 C．缓慢绕点顺时针转动光源，所有光线依然都能经过三棱镜传播到光屏 D．从光源发出的所有经过三棱镜到达光屏的光中，从中点入射的光线传播时间最短 10．（多选）如图所示，三角形为棱镜的横截面、，一束光线从边的中点以的入射角射入棱镜，从点射出的光线恰好与平行。已知，光在真空中的传播速度为，下列说法正确的是（　　） A．棱镜对光的折射率为 B．棱镜对光的折射率为 C．光在棱镜中传播的时间为 D．光在棱镜中传播的时间为 11．在“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，然后画出玻璃砖与空气的两个界面和，如图甲所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和。 （1）在插和时，应使挡住和的像，使挡住、的像和。 （2）用“插针法”找出与入射光线对应的折射光线，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线的垂线，垂足分别为C、D点，如图乙所示，则玻璃的折射率_______（用图中线段的字母表示）。 （3）为了减小实验误差，实验时的正确操作是( ) A．入射角应尽量小些 B．玻璃砖的宽度宜小一些 C．大头针应垂直地插在纸面上 D．大头针、及、之间的距离应适当小些 （4）该同学在画界面时，不小心将两界面、间距画得比玻璃砖宽度大些，如图丙所示，则他测得折射率_______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 12．某实验小组用插针法测量玻璃的折射率。 (1)在白纸上放好玻璃砖，和分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图甲所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，用“”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和。在插和时，应使 （选填选项前的字母）。 A．只挡住的像 B．只挡住的像 C．同时挡住、的像 (2)为了减小实验误差，实验时应注意的是 。 A．入射角应尽量小些 B．玻璃砖的宽度应小一些 C．大头针、之间的距离及大头针、之间的距离应适当大些 (3)甲同学在画界面时，不小心将两界面、间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，则他测得的折射率与真实值相比______（选填“偏大”、“偏小”、“不变”）。 (4)乙同学在完成光路图以后，以入射点为圆心，适当长度为半径画圆，分别交入射光线于点，交入射点与出射点连线的延长线于点。过点、点作法线的垂线、，垂足为点、点，如图丙所示,由此可得出该玻璃的折射率表达式______(用线段长“”、“”、“”、“”表示)。用刻度尺量得，，，.则可计算得玻璃折射率______。 13．在“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，然后画出玻璃砖与空气的两个界面和，如图甲所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，做上标记表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和。 （1）在插和时，应使挡住和的像，使挡住、的像和。 （2）用“插针法”找出与入射光线对应的折射光线，以入射点为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B两点作的垂线，垂足分别为C、D点，如图乙所示，则玻璃的折射率_____（用图中线段表示，如、、等）。 （3）为了减小实验误差，实验时的正确操作有( ) A．入射角应当越小越好 B．玻璃砖的宽度应当越小越好 C．大头针应垂直地插在纸面上 D．大头针、及、之间的距离应适当大些 （4）该同学在画界面时，不小心将两界面、间距画得比玻璃砖宽度大些，如图丙所示，则他测得的折射率比实际折射率_____（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 14．如图所示，是半圆柱形玻璃砖的横截面，半径，距离玻璃砖平面处是一光屏。细光束从P点沿半径方向射入玻璃砖，从O点以入射角射出后打在光屏上。已知玻璃砖的折射率，光在空气中的速度，求 (1)打在光屏上位置离O点的距离； (2)光从射入玻璃砖到打在光屏上的时间。 15．某汽车车灯结构的简化图如图乙所示。现有一束光从焦点处射出，经旋转抛物面反射后，从垂直于半球透镜的竖直直径的C点射入透镜。已知O点为半球透镜的球心，C点距水平地面的高度为，（半球透镜R为已知量），半球透镜的折射率n为，光在真空中的传播速度为c，，求： (1)光穿过半球透镜的时间（结果可用根号表示）； (2)这束光照射到地面的位置与其从车灯出射点间的水平距离。 16．如图所示，截面为半圆的玻璃砖直径水平，半径为，圆心为，、分别是直径的左、右端点，点是玻璃砖的最低点，一束光从玻璃砖内点射到线段的中点，其折射角。反射光线经过玻璃砖的点（未画出），光在真空中传播的速度为，求： (1)玻璃砖对该光的折射率； (2)点离的距离； (3)光从点传播到点的时间。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $