物理光的折射各地方试卷集合及解析(1)

物理光的折射各地方试卷集合及解析(1)
一、光的折射选择题
1．物体放在凸透镜的主轴上，且物距大于焦距，用红、紫、白三种光照射物体，在镜另一侧的一个可动光屏上分别形成清晰的像，则下列说法中正确的是
A．红光照射成的像最大B．紫光照射成的像最大
C．白光照射成的像最大D．用白光照射成的像最清晰
2．把用相同玻璃制成的厚度为d的正方体a和半径亦为d的半球体b，分别放在报纸上，且让半球的凸面向上．从正上方分别观察a、b中心处报纸上的字，下列的观察记录正确的是（）
A．a中的字比b中的高
B．b中的字比a中的高
C．一样高
D．a中的字较没有玻璃时高，b中的字和没有玻璃时一样
3．图甲为某同学利用半圆形玻璃砖测定玻璃折射率n的装置示意图，AO、DO分别表示某次测量时，光线在空气和玻璃中的传播路径。

在正确操作后，他利用测出的数据作出了图乙所示的折射角正弦值（sin r）与入射角正弦值（sin i）的关系图象。

则下列说法正确的是（）
A．光由D经O到A
B．该玻璃砖的折射率 1.5
n
C．若由空气进入该玻璃砖中，光的频率变为原来的2 3
D．若由空气进入该玻璃砖中，光的波长变为原来的2 3
E.若以60°角由空气进入该玻璃砖中，光的折射角的正弦值为
3
4．如图所示，实线为空气和水的分界面，一束蓝光从空气中的A点沿AO1方向（O1点在分界面上，图中O1点和入射光线都未画出）射向水中，折射后通过水中的B点。

图中O 点为A、B连线与分界面的交点。

下列说法正确的是
A．O1点在O点的右侧
B ．蓝光从空气中射入水中时，速度变小
C ．若沿AO 1方向射向水中的是一束紫光，则折射光线有可能通过B 点正下方的C 点
D ．若蓝光沿AO 方向射向水中，则折射光线有可能通过B 点正上方的D 点
5．如图所示，插针法“测定平行玻璃砖折射率”的实验中，P 1、P 2、P 3、P 4为所插的针，θ1为入射角，θ2为折射角．下列说法正确的是（ ）
A ．θ1过小会导致θ2不易准确测量
B ．θ1过大会导致P 1、P 2的像模糊
C ．P 1与P 2，P 3与P 4间的距离适当小些
D ．P 3、P 4的连线与P 1、P 2的连线不一定平行
6．如图所示，两单色光a 、b 分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射光合成一束复色光P ，已知单色光a 、b 与法线间的夹角分别为45°和30°，则a 光与b 光（ ）
A ．在玻璃砖中的折射率之比为2:1
B ．在玻璃砖中的传播时间之比为1:2
C ．在玻璃砖中的波长之比为2:1
D ．由该玻璃砖射向真空时临界角之比为2:1
7．如图所示，把由同种材料(玻璃)制成的厚度为d 的立方体A 和半径为d 的半球体B 分别放在报纸上，从正上方(对B 来说是最高点)竖直向下分别观察A 、B 中心处报纸上的字，下面的说法正确的是( )．
A ．看到A 中的字比
B 中的字高
B ．看到B 中的字比A 中的字高
C ．看到A 、B 中的字一样高
D ．A 中的字比没有玻璃时的高，B 中的字和没有玻璃时的一样
8．如图所示，12O O 是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A 、B 是关于12O O 轴等距
O O 且平行的两束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路如图所示，MN是垂直于12
O O方向不断左右移动光屏，可在屏上得到一个光斑P，根据该光路图，放置的光屏，沿12
下列说法正确的是（）
A．该玻璃体对A光的折射率比对B光的折射率小
B．A光的频率比B光的频率高
C．在该玻璃体中，A光比B光的波长长
D．在真空中，A光的波长比B光的波长长
E.A光从空气进入该玻璃体后，其频率变高
9．如图所示，O1O2是透明介质制成的半圆柱体的对称面和纸面的交线，A、B是关于O1O2轴等距且平行的两束单色细光束，从半圆柱体右方射出的光路如图所示．根据该光路图，下列说法正确的是________．
A．该介质对A光的折射率比对B光的折射率小
B．该介质对两束光的折射率都小于2
C．CA光的频率比B光的频率高
D．在真空中，A光的波长比B光的波长长
E.光从空气进入该介质后，其频率变高
10．公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯,在晚上观察不同颜色彩灯的深度和水面上被照亮的面积,下列说法正确的是( )
A．红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较小
B．红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较小
C．红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较大
D．红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较大
11．一个等腰直角三棱镜的截面如图所示，一细束蓝光从AC面的P点沿平行底面AB方向射入棱镜后，经AB面反射，再从BC面的Q点射出，且有PQ∥AB(图中未画光在棱镜内的光路)．如果将一细束绿光仍从P点沿平行底面AB方向射入三棱镜，则从BC面射出的光线
A．仍从Q点射出，出射光线平行于AB
B．仍从Q点射出，出射光线不平行于AB
C．可能从Q′点射出，出射光线平行于AB
D．可能从O″点射出，出射光线平行于AB
12．人的眼球可简化为如图所示的模型。

折射率相同、半径不同的两个球体共轴。

平行光束宽度为D，对称地沿轴线方向射入半径为R的小球，会聚在轴线上的P点。

取球体的折射率为2，且D=2R。

则光线的会聚角α为（）
A．30°B．45°C．60°D．75°
13．如图所示，一束光从空气中射向折射率为n=2的某种玻璃的表面，θ1表示入射角，则下列说法中错误的是（）
A．当θ1＞45°时会发生全反射现象
B．无论入射角θ1是多大，折射角θ2都不会超过45°
C．欲使折射角θ2=30°，应以θ1=45°的角度入射
D．当入射角θ1=arctan2时，反射光线和折射光线恰好互相垂直
14．如图所示，红色细光束a射到折射率为2的透明球表面，入射角为45︒，在球的内壁经过一次反射后，从球面射出的光线为b，则入射光线a与出射光线b之间的夹角α为（）
A．45°B．30°C．60°D．75°
15．光线从空气射向玻璃砖，当入射光线与玻璃砖表面成30°角时，折射光线与反射光线
恰好垂直，则此玻璃砖的折射率为( )
A．2B．3C．2
D．
3
16．一束由红、蓝两单光组成的光以入射角θ由空气射到半圆形玻璃砖表面的A处，AB是半圆的直径．进入玻璃后分为两束，分别为AC、AD，它们从A到C和从A到D的时间分别为t1和t2，则（）
A．AC是蓝光，1t小于2t
B．AC是红光，1t小于2t
C．AC是蓝光，1t等于2t
D．AC是红光，1t大于2t
17．如图所示，实线为空气和水的分界面，一束绿光从水中的A点沿AO1方向（O1点在分界面上，图中未画出）射向空气，折射后通过空气中的B点，图中O点为A、B连线与分界面的交点．下列说法正确的是（）
A．O1点在O点的右侧
B．绿光从水中射入空气中时波长不变
C．若沿AO1方向射出的一束蓝光，则折射光线有可能通过B点正上方的C点
D．若增大入射角，可能在空气中的任何位置都看不到此绿光
18．一束单色光由某种介质射向真空时的光路如图所示，I和II为相互垂直的平面，AO、
BO、CO均为光线，各光线与I的夹角满足αγ==60°，β=45°，光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（）
A．法线所在平面为I B．入射光线为BO
C．该种介质的折射率
6
n=D．光在该介质中的传播速度
2
v=
19．圆形玻璃砖的横截面如图所示， O点为圆心，OO′为直径MN的垂线，足够大的光屏PQ与直径MN垂直并接触于N点，已知半圆形玻璃砖的半径R=10cm，折射率3
n=
一细束激光沿半径方向射向圆心O点，入射光线与OO′夹角0
30，光屏PQ上出现两个光斑，则这两个光斑之间的距离为( )
A．203
cm B．53cm C．
403
cm D．203cm
20．如图所示，两块相同的玻璃等腰三棱镜ABC和A’B’C’置于空气中，AC//A’C’.由红光和蓝光组成的细光束平行于BC面从P点射入，通过两棱镜后，从a、b两点射出.对于从a、b 射出的这两束光，下列说法正确的是( )
A．从a点射出的为蓝光，从b点射出的为红光
B．从a、b两点射出的两束光不平行
C．从a、b两点射出的两束光仍平行，且平行于BC
D．在玻璃中从a点射出的光的传播速度比从b点射出的光的传播速度大
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、光的折射选择题
1．A
【解析】
因红光的折射率最小，则经透镜折射后的焦距最长，即物体更靠近红光的焦点位置，则所成的像最大，故选项A正确，BC错误；因白光是复色光，各种颜色的光成像的位置不重合，则图像最不清晰，选项D错误；故选A.
2．AD
【解析】
如图所示，放在b中的字反射的光线经半球体向外传播时，传播方向不变，故人看到字的
位置是字的真实位置．而放在a 中的字经折射，人看到的位置比真实位置要高所以看到a 中的字比b 中的字高，AD 正确BC 错误．
【点睛】判断光的折射现象，要对折射的定义理解清楚，光从一种透明介质斜射入另一种透明介质中时，传播方向一般会发生改变，这是光的折射，当光线垂直入射时，传播方向不改变．
3．BDE
【解析】
【分析】
【详解】
AB ．由折射定律
sin sin i n r
= 可知sin r -sin i 图象的斜率的倒数表示折射率，所以n =1.5>1，说明实验时光由A 经过O 到D ，故A 错误，B 正确；
CD ．在由空气进入该玻璃砖时，光的频率不变，光的波长变为原来的
23
，故C 错误，D 正确； E ．以入射角i =60°由空气进入该玻璃砖时，由折射定律 sin sin i n r = 其折射角的正弦值为
1233sin sin 323
r i n =
=⨯= 故E 正确。

故选BDE 。

4．BC
【解析】
【详解】 A .当光由空气射入水中时入射角大于折射角，画出大致光路图如图所示，可见O l 点在O 点的左侧．故A 错误；
B .光在真空中速度最大，当蓝光从空气中射入水中时，速度变小，故B 正确；
C .若沿AO l 方向射向水中的是-束紫光，水对紫光的折射率大于蓝光的折射率，根据折射定律可知，紫光的偏折程度大于蓝光的偏折程度，所以折射光线有可能通过B 点正下方的C 点，故C 正确；
D .若蓝光沿AO 方向射向水中，由于折射角小于入射角，折射光线比入射光线更靠近法线，所以折射光线不可能通过B 点正上方的D 点，故D 错误。

5．AB
【解析】
【分析】
【详解】
A.入射角θ1过小，进入玻璃时折射角θ2更小，不易准确测量，故A 正确；
B ．θ1过大会导致进入玻璃的折射光过弱，P 1、P 2的像模糊，故B 正确；
C. P 1、P 2及P 3、P 4之间的距离应适当大些，引起的角度的相对误差较小，可提高精度．故C 错误；
D. 根据光路可逆性原理可知，P 3、P 4的连线与P 1、P 2的连线一定平行，故D 错误； 故选AB.
6．BCD
【解析】
【分析】
【详解】
A ．假设两单色光a 、b 折射角为θ，则a 光折射率为
a sin sin 45n θ=
︒
则b 光折射率为 b sin sin 30n θ=
︒ 解得
a b :sin30:sin 45n n =︒︒=故A 错误；
B ．根据
c v n
= x xn t v c
=
= 由于路程和光速一样，可得
a b a b ::t t n n ==故B 正确；
C ．根据
c v n
= v c f fn
λ==
从一种介质进入另一种介质的波，频率不变，光速一样，可得
a b b a ::2:1n n λλ==
故C 正确；
D ．临界角公式
1sin C n
=
可得 a b b a sin :sin :2:1C C n n ==
故D 正确。

故选BCD 。

7．AD
【解析】
【分析】
【详解】
如下图所示，放在B 中的字反射的光线经半球体向外传播时，传播方向不变，故人看到字的位置是字的真实位置．而放在A 中的字经折射，人看到的位置比真实位置要高。

故选AD 。

8．ACD
【解析】
【详解】
ABD ．光线通过玻璃体后，A 光的偏折程度比B 光的小，则该玻璃体对A 光的折射率比对B 光的折射率小，而折射率越大，光的频率越高，说明A 光的频率比B 光的频率低，由c =λγ知，在真空中，A 光的波长比B 光的长，故A 、D 正确，B 错误；
C ．设同一光线在真空中的波长为λ0，在玻璃体中的波长为λ，折射率为n ，则
0c n v λλ
=
=， 得： 0n
λλ= 在真空中，A 光的波长比B 光的波长长，而玻璃体对A 光的折射率比对B 光的折射率小，由λ=λ0/n 知，在该玻璃体中，A 光比B 光的波长长．故C 正确；
E. 光的频率由光源决定，与介质无关，则A 光从空气进入该玻璃体后，其频率不变．故E 错误．
9．ABD
【解析】
光线通过玻璃体后，A 光的偏折程度比B 光的小，则该玻璃体对A 光的折射率比对B 光的折射率小，而折射率越大，光的频率越高，说明A 光的频率比B 光的频率低，由c=λγ知，在真空中，A 光的波长比B 光的长，故AD 正确，C 错误；根据
0sin sin 45
r n r =
=<，选项B 正确；光的频率由光源决定，与介质无关，则A 光从空气进入该玻璃体后，其频率不变．故E 错误．故选ABD. 点睛：解决本题的突破口在于通过光的偏折程度比较光的折射率，知道折射率、频率、波长以及光在介质中的速度等大小关系.
10．D
【解析】
试题分析：红灯看起来较深，因为水对红光的折射率小于对绿光的折射率，根据视深与实深的关系式h h n =实视，折射率越小，看起来较深．由1sinC n
=又由题意知，点光源照亮的水面边缘光线刚好发生全反射，由几何知识得
sinC =
，折射率越小，半径越大， 点光源照亮的水面面积为2S R π=，故红灯照亮的水面面积较大，
故选D
考点：考查了折射定律的应用
点评：题关键要知道水面边缘光线刚好发生全反射，由折射定律和几何知识结合，就能轻松解答．
11．D
【解析】
【分析】
【详解】
蓝光的折射率大，在AC 面上偏折得更厉害，绿光折射率小，在AC 面上偏折的角度小，出射点向下偏，所以可能在O "点射出，根据几何关系得，在BC 面上的入射角和在AC 面上的折射角相等，根据折射定律，通过光的可逆性，知出射光线仍然与AB 平行，故D 正确，
A 、
B 、
C 错误．
【点睛】
蓝光的折射率大于绿光的折射率，根据折射定律判断在AC 面上折射角的大小，根据几何关系确定在BC 面上的入射角，从而确定出射点以及出射角的大小．
12．A
【解析】
【分析】
【详解】
设入射角为i ，折射角为r ，由几何关系得
2
2
sin
2
D
i
R
==
由折射定律有
sin
2
sin
i
n
r
==
由几何关系有
2
i r
α
=+
联立解得
α=30°
故A正确，BCD错误。

故选A。

13．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．发生全反射现象的条件是：光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于临界角，所以，选项A中，当光从空气中射向玻璃时不会发生全反射现象，选项A错误；
B．由折射率
n=1
2
sin
sin
θ
θ2
可知，当入射角最大为90°时，折射角θ2=45°，所以B正确；
C．由折射率
n=1
2
sin
sin
θ
θ
可知，当折射角θ2=30°
12
2
sin sin
2
θnθ
==
应以
θ1=45°的角度入射；故C 均正确；
D ．由折射率 n =
12
sin sin θθ 可知，当入射角1arctan 2=θ时，有 21sin cos θθ=
反射光线和折射光线恰好互相垂直，故D 均正确。

本题选择错误的，故选A 。

14．B
【解析】
【分析】
【详解】
在球内光线经过一次反射，画出入射光线与反射光线，它们一定是关于半径对称的，根据光路可逆，光线从球外射向球内，在球内反射一次，再折射出球外，整个光路如图所示
由折射定律：
sin 2sin i n r
=
=有 sin 1sin 2i r n =
= 则
030r =
由几何关系及对称性，有
()22
r i r r i α
=--=-
有 α=4r -2i=4×30°-2×45°=30°
故入射光线与出射光线间的夹角为30°，故B 正确，ACD 错误。

故选B
15．B
【解析】
如图，
入射光线与界面的夹角是30∘，所以入射角为i=90∘−30∘=60∘.
反射角等于入射角也为60∘，所以反射光线与界面的夹角为30∘.
因为折射光线与反射光线垂直，所以折射光线与界面的夹角为90∘−30∘=60∘，
因此折射角为r=90∘−60∘=30∘.
由n= sin sin i r ，可得n=00sin 60sin 30
=3 故选B
16．C
【解析】
光的偏折程度比较大，则介质对AC 光的折射率比较大，AC 光的频率比较大，所以AC 光应是蓝光．
设AC 光与法线方向成α角，AC 光在介质中的传播速度为：c v n
=，则有2sin c R vt t n α==
，又sin sin n θα=，由以上两式得：2sin R t c
θ=，可知，AC 光与AD 光的传播时间相等，故C 正确，ABD 错误．
17．D
【解析】
【分析】 光由水由射入空气时折射角大于入射角，据此大致画出光路图，确定O 1点与O 点的位置关系；水对蓝光的折射率大于绿光的折射率，则射出水的时的折射角较大据此判断折射光线有可能通过B 点上方还是下方．
【详解】
A 、光由水由射入空气时折射角大于入射角，光路图大致如下：
可以看出O 1点在O 点的左侧，故A 错误；
B 、绿光从水中射入空气中时传播速度增大，频率不变，由v f λ=，知波长变大，故B 错误；
C 、若沿AO 1方向射出一束蓝光，水对蓝光的折射率大于绿光的折射率，则射出水时的折射角较大，则蓝光的折射光线经过B 点下方，不可能经过B 点正上方的C ，故C 错误；
D 、光由光密介质（水）射入光疏介质（空气）时，当入射角增大到一定的值会发生全反射，则在空气中的任何位置都看不到绿光，故D 正确．
【点睛】
解决本题关键掌握光的反射定律、折射定律和全反射的条件，并能来用分析实际问题即可．
18．D
【解析】
【详解】
AB ．由反射定律和折射定律知，I 为界面，II 为法线，CO 为入射光线，OA 为反射光线，OB 为折射光线，故AB 错误；
C ．由折射率公式知，介质的折射率
sin 452sin 30
n ==故C 错误；
D ．由
c n v ==得
2v c =
故D 正确。

故选D 。

19．C
【解析】
【分析】
光线在AB 面上发生反射和折射，在水平屏幕MN 上出现两个光斑，根据折射定律结合几何关系求出两个光斑之间的距离．
【详解】
画出如图光路图，
设折射角为r ，根据折射定律：sinr n sin θ
= 则得：3330sinr nsin sin θ==︒=
解得：60r =︒ 根据几何关系，两个光斑之间的距离为：
340603*********
L PN NQ Rtan Rtan cm =+=︒+︒=⨯
=，故C 正确，ABD 错误；
【点睛】 对于几何光学，作出光路图是解答的关键的依据，要注意运用结合几何知识研究两个光斑间的距离．
20．CD
【解析】
【分析】
红光在玻璃中传播速度比蓝光大．根据光路可逆性原理，分析知道从a 、b 两点射出的单色光平行．红光的折射率小于蓝光的折射率，根据偏折角的大小判断知，从a 点射出的为红光，从b 点射出的为蓝光．
【详解】
A ．红光的折射率小于蓝光的折射率，光线经过三棱镜ABC 后红光的偏折角小于蓝光的偏折角，进入三棱镜CBA 后，从a 点射出的为红光，从b 点射出的为蓝光；故A 错误． BC ．根据光路可逆性原理，分析可知：从a 、b 两点射出的单色光仍平行，而且平行于BC ；故
B 错误，
C 正确．
D ．从a 点射出的为红光，红光在介质中传播的速度大于蓝光在介质中的传播速度；故D 正确．
故选CD ．
【点睛】
本题运用光路可逆性原理分析出射光线与入射光线方向关系是关键．对于两种色光的折射率大小要牢固掌握．。