二十一世纪教育 《名师求索》工作室出品
同步课时精练（十八）4.1 光的折射（解析版）
一、单题
1．如图所示的四种情景中，属于光的折射的是（ ）
A．灯光照射下形成的影子
B．放大镜形成的像
C．透过小孔形成的像
D．光亮勺子形成的像
答案:B
详解:A．属于光沿直线传播。故A错误；
B．属于光的折射。故B正确；
C．属于光沿直线传播。故C错误；
D．属于光的反射。故D错误。
2．在图中的虚线表示两种介质的界面及其法线，实线表示一条光线射向界面后发生反射和折射的光线，以下说法正确的是（ ）
①bO不可能是入射光线
②aO可能是入射光线
③cO可能是入射光线
④Ob可能是反射光线
A．①②③ B．①②④
C．②③④ D．①③④
答案:B
详解:根据图可知
由于入射角等于反射角，入射光线、反射光线关于法线对称，所以aO、Ob应是入射光线或反射光线，PQ是法线。又由于反射光线、折射光线位于法线同侧，所以aO是入射光线。Ob是反射光线，cO是折射光线。
3．水波从深水区进入浅水区，水速变小，其折射规律类似于光的折射，若下图中实线代表波峰，则下列水波折射示意图可能正确的是（ ）
A． B． C． D．
答案:B
详解:水波从深水区进入浅水区，水速变小，频率不变，根据可知，波长变小。
4．光盘是存储信息的一种重要媒介，光盘上的信息通常是通过激光束来读取的。入射的激光束斜射到盘面上的光路如图所示，已知入射的激光束由红、蓝两单色光组成，下列说法正确的是（ ）
A．光束①是蓝光 B．光束②的频率比光束①大
C．光束②的波长比光束①短 D．在透明介质层中光束①比光束②传播得更快
答案:A
详解:ABC．由题图可得光束①的折射率较大，所以光束①的频率比光束②大，光束①是蓝光，光束①的波长比光束②短，故A正确，B、C错误；
D．由可知，在透明介质层中蓝光比红光传播得更慢，所以束①比光束②传播得更慢，D错误。
5．光在某种玻璃中的传播速度是×108m/s，要使光由空气射入玻璃时，折射光线与反射光线恰好垂直，则入射角为（ ）
A．30° B．45° C．60° D．75°
答案:C
详解:根据，得玻璃的折射率为
设入射角为α，根据折射定律得
即
解得
α=60°
6．如果光线以大小相等的入射角,从真空射入不同介质,若介质的折射率越大,则 ( )
A．折射角越大,说明折射光线偏离原来方向的程度越大
B．折射角越大,说明折射光线偏离原来方向的程度越小
C．折射角越小,说明折射光线偏离原来方向的程度越大
D．折射角越小,说明折射光线偏离原来方向的程度越小
答案:C
7．汉代的《淮南万毕术》中有古人用冰制作透镜利用太阳取火的记载。下列成语所描绘的光现象中，与“用冰取火”的物理原理相同的是（ ）
A．立竿见影 B．凿壁偷光 C．海市蜃楼 D．镜花水月
答案:C
详解:C．“用冰取火”是利用光的折射原理，海市蜃楼也是利用光的折射原理，与“用冰取火”的物理原理相同，故C正确；
AB．立竿见影、凿壁偷光、是利用光沿直线传播的原理，与“用冰取火”的物理原理不相同，故AB错误；
D．镜花水月是利用光的反射原理，与“用冰取火”的物理原理不相同，故D错误。
8．一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．1.2， C．，c D．，
答案:D
详解:设入射角为i，如图，
根据反射定律可知，反射角i1=i，由题
i1+i=90°
则i= i1=45°，折射角
r=90°-（105°- i1）=90°-105°+45°=30°
故该介质的折射率为
光在该介质中的传播速度为
故D正确，ABC错误。
9．如图，用插针法测定玻璃折射率的实验中，以下说法正确的是（ ）
(1)及之间的距离适当大些，可以提高准确度
(2)及之间的距离取得小些，可以提高准确度
(3)入射角尽量大些，可以提高准确度
(4)入射角太大，折射光线会在玻璃砖的内表面发生全反射，使实验无法进行
(5)的间距、入射角的大小均与实验的准确度无关
A．(1)(3)
B．(2)(4)
C．(3)(5)
D．(1)(4)
答案:A
详解:(1)(2)折射光线是通过隔着玻璃砖观察成一条直线确定的，大头针间的距离太小，引起的角度会较大，故及之间的距离适当大些，可以提高准确度,故(1)正确，(2)错误；
(3)(5)入射角θ1尽量大些，折射角也会大些，折射现象较明显，角度的相对误差会减小，故(3)正确，(5)错误；
(4)由几何知识可知，光线在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，折射光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射，(4)错误；
10．一盛满水、高度的矩形容器的竖直截面如图所示，在截面的左下角点安装可发射激光的光源，光源可通过遥控转动。人竖直站在距容器壁水平距离为的位置，眼睛距离点的高度为，当光束的出射点与点相距时，正好射进入眼，光源的像距离点，则水对这种激光的折射率为（ ）
A． B． C． D．
答案:A
详解:光路图如图所示
设入射角为，折射角为，根据题意可知
，
，
，
解得
又
由几何关系有
则
水对这种激光的折射率
11．如图所示，半圆形玻璃砖的圆心为O，半径为R，O、P两点间的距离为。一束单色光从P点以45°角射入玻璃砖，出射光线和入射光线平行，则玻璃砖的折射率为（ ）
A． B．2 C． D．3
答案:A
详解:单色光从P点以45°角射入玻璃砖，出射光线和入射光线平行，则有折射光线与垂直OP的夹角相等，则光线在玻璃砖中的光路图如图所示，由折射定律可得
由几何关系可知
联立解得
A正确，BCD错误。
12．由于大气层的存在，太阳光线在大气中折射，使得太阳“落山”后我们仍然能看见它。某同学为研究这一现象，建立了一个简化模型。将折射率很小的不均匀大气等效成折射率为的均匀大气，并将大气层的厚度等效为地球半径R。根据此模型，一个住在赤道上的人在太阳“落山”后还能看到太阳的时间是（地球自转时间为24小时，地球上看到的太阳光可以看成平行光）（ ）
A．3小时 B．2小时 C．1.5小时 D．1小时
答案:D
详解:太阳光是平行光，临界光路图如图所示
由几何关系可得临界光线的折射角为
可知临界光线的折射角为30°；
根据折射定律
可得
由几何关系可知，地球多转角度便看不见太阳了，有
一个住在赤道上的人在太阳“落山”后还能看到太阳的时间为
二、多选题
13．一束光线以的入射角从真空中射到平板透明材料上，光的一部分被反射，一部分被折射，折射光线与反射光线的夹角（ ）
A．小于 B．大于
C．小于 D．大于
答案:BC
详解:根据折射的特点可知光线的折射角
则折射光线与反射光线的夹角
所以
14．如图所示，波长为λa和λb的两种单色光射入三棱镜，经折射后射出两束单色光a和b，则这两束光（ ）
A．三棱镜对光的折射率na＞nb
B．射向同一双缝干涉装置，其干涉条纹间距Δxa＞Δxb
C．在水中的传播速度va＜vb
D．在真空中波长λa＞λb
答案:BD
详解:由图看出，a的偏折角小，则玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率，所以a光的频率小于b光的频率；
A．根据以上分析可知，三棱镜对光的折射率na<nb，故A错误；
B． a的折射率较小，频率较小，波长较长，而双缝干涉条纹间距与波长成正比，所以相邻暗条纹间距a光的较大，故B正确；
C． a光的折射率小，由分析知，在水中，a光的传播速度大于b光的传播速度，故C错误；
D． a的折射率较小，频率较小，波长较长，故D正确。
15．等腰三角形为一棱镜的横截面，；一平行于边的细光束从边射入棱镜，在边反射后从边射出，出射光分成了不同颜色的两束，甲光的出射点在乙光的下方，如图所示。不考虑多次反射。下列说法正确的是（ ）
A．甲光的波长比乙光的长
B．甲光的频率比乙光的高
C．在棱镜中的传播速度，甲光比乙光的大
D．在棱镜内边反射时的入射角，甲光比乙光的大
答案:ACD
详解:BD．根据折射定律和反射定律作出光路图。
由图可知，乙光的折射角小，根据折射定律可知乙光的折射率大，故甲光的频率比乙光的低，由图可知在棱镜内边反射时的入射角，甲光比乙光的大，故B错误，D正确；
A．根据
可知甲光的波长比乙光的长，故A正确；
C．根据
可知在棱镜中的传播速度，甲光比乙光的大，故C正确。
三、解答题
16．波长为0.65 μm的红光，从空气射入水中，水对空气的折射率为1.33。求该光在水中的波长，并判断在水中该光的颜色。
答案:0.49 μm，红光
详解:单色光从一种介质进入另一种介质时，波长变化了，波速也相应变化了，但它的频率不变，所以在水中该光仍是红光。根据
水中的波长
17．一环形玻璃砖的横截面如图所示，玻璃砖的内圆半径为R，内部可视为真空，外圆半径为，一束光线从A点射入玻璃砖后，恰好没有进入内圆传播，若不考虑反射光线在玻璃砖内的传播，此时光线在玻璃砖中传播的时间最长，最长时间为（c为光在真空中的传播速度）。
（1）求玻璃砖的折射率n；
（2）若保持入射点A不变，让入射光线在纸面内顺时针转动，当转过的角度为时，光线没有进入内圆传播，且光线在玻璃砖中传播的时间再次为，求入射光线转过的角度的最小值。
答案:（1）；（2）
详解:（1）如图所示
当光线在玻璃中与内圆相切时传播时间最长，设在玻璃砖中的光程为，由几何关系可知，折射角为，有
解得
（2）设折射角为时，入射角为，根据折射定律有
解得
如图所示
入射光线在纸面内顺时针旋转后，当入射光线与原入射光线关于法线对称时，光线没有进入内圆传播，且光线在玻璃砖中传播的时间再次为
此时入射光线转过的角度的最小值为
试卷第1页，共3页
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同步课时精练（十八）4.1 光的折射（学生版）
一、单题
1．如图所示的四种情景中，属于光的折射的是（ ）
A．灯光照射下形成的影子
B．放大镜形成的像
C．透过小孔形成的像
D．光亮勺子形成的像
2．在图中的虚线表示两种介质的界面及其法线，实线表示一条光线射向界面后发生反射和折射的光线，以下说法正确的是（ ）
①bO不可能是入射光线
②aO可能是入射光线
③cO可能是入射光线
④Ob可能是反射光线
3．水波从深水区进入浅水区，水速变小，其折射规律类似于光的折射，若下图中实线代表波峰，则下列水波折射示意图可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
4．光盘是存储信息的一种重要媒介，光盘上的信息通常是通过激光束来读取的。入射的激光束斜射到盘面上的光路如图所示，已知入射的激光束由红、蓝两单色光组成，下列说法正确的是（ ）
A．光束①是蓝光 B．光束②的频率比光束①大
C．光束②的波长比光束①短 D．在透明介质层中光束①比光束②传播得更快
5．光在某种玻璃中的传播速度是×108m/s，要使光由空气射入玻璃时，折射光线与反射光线恰好垂直，则入射角为（ ）
A．30° B．45° C．60° D．75°
6．如果光线以大小相等的入射角,从真空射入不同介质,若介质的折射率越大,则 ( )
A．折射角越大,说明折射光线偏离原来方向的程度越大
B．折射角越大,说明折射光线偏离原来方向的程度越小
C．折射角越小,说明折射光线偏离原来方向的程度越大
D．折射角越小,说明折射光线偏离原来方向的程度越小
7．汉代的《淮南万毕术》中有古人用冰制作透镜利用太阳取火的记载。下列成语所描绘的光现象中，与“用冰取火”的物理原理相同的是（ ）
A．立竿见影 B．凿壁偷光 C．海市蜃楼 D．镜花水月
8．一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．1.2， C．，c D．，
9．如图，用插针法测定玻璃折射率的实验中，以下说法正确的是（ ）
(1)及之间的距离适当大些，可以提高准确度
(2)及之间的距离取得小些，可以提高准确度
(3)入射角尽量大些，可以提高准确度
(4)入射角太大，折射光线会在玻璃砖的内表面发生全反射，使实验无法进行
(5)的间距、入射角的大小均与实验的准确度无关
10．一盛满水、高度的矩形容器的竖直截面如图所示，在截面的左下角点安装可发射激光的光源，光源可通过遥控转动。人竖直站在距容器壁水平距离为的位置，眼睛距离点的高度为，当光束的出射点与点相距时，正好射进入眼，光源的像距离点，则水对这种激光的折射率为（ ）
A． B． C． D．
11．如图所示，半圆形玻璃砖的圆心为O，半径为R，O、P两点间的距离为。一束单色光从P点以45°角射入玻璃砖，出射光线和入射光线平行，则玻璃砖的折射率为（ ）
A． B．2 C． D．3
12．由于大气层的存在，太阳光线在大气中折射，使得太阳“落山”后我们仍然能看见它。某同学为研究这一现象，建立了一个简化模型。将折射率很小的不均匀大气等效成折射率为的均匀大气，并将大气层的厚度等效为地球半径R。根据此模型，一个住在赤道上的人在太阳“落山”后还能看到太阳的时间是（地球自转时间为24小时，地球上看到的太阳光可以看成平行光）（ ）
A．3小时 B．2小时 C．1.5小时 D．1小时
二、多选题
13．一束光线以的入射角从真空中射到平板透明材料上，光的一部分被反射，一部分被折射，折射光线与反射光线的夹角（ ）
A．小于 B．大于
C．小于 D．大于
14．如图所示，波长为λa和λb的两种单色光射入三棱镜，经折射后射出两束单色光a和b，则这两束光（ ）
A．三棱镜对光的折射率na＞nb
B．射向同一双缝干涉装置，其干涉条纹间距Δxa＞Δxb
C．在水中的传播速度va＜vb
D．在真空中波长λa＞λb
15．等腰三角形为一棱镜的横截面，；一平行于边的细光束从边射入棱镜，在边反射后从边射出，出射光分成了不同颜色的两束，甲光的出射点在乙光的下方，如图所示。不考虑多次反射。下列说法正确的是（ ）
A．甲光的波长比乙光的长
B．甲光的频率比乙光的高
C．在棱镜中的传播速度，甲光比乙光的大
D．在棱镜内边反射时的入射角，甲光比乙光的大
三、解答题
16．波长为0.65 μm的红光，从空气射入水中，水对空气的折射率为1.33。求该光在水中的波长，并判断在水中该光的颜色。
17．一环形玻璃砖的横截面如图所示，玻璃砖的内圆半径为R，内部可视为真空，外圆半径为，一束光线从A点射入玻璃砖后，恰好没有进入内圆传播，若不考虑反射光线在玻璃砖内的传播，此时光线在玻璃砖中传播的时间最长，最长时间为（c为光在真空中的传播速度）。
（1）求玻璃砖的折射率n；
（2）若保持入射点A不变，让入射光线在纸面内顺时针转动，当转过的角度为时，光线没有进入内圆传播，且光线在玻璃砖中传播的时间再次为，求入射光线转过的角度的最小值。
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