《光的折射》测试题(含答案)(1)

《光的折射》测试题(含答案)(1)
一、光的折射选择题
1．如图所示，两块相同的玻璃等腰三棱镜ABC置于空气中，两者的AC面相互平行放置，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，变为从a、b两点射出的单色光，对于这两束单色光，下列说法错误的是（）
A．红光在玻璃中传播速度比蓝光大
B．从a、b两点射出的单色光不平行
C．从a点射出的为红光，从b点射出的为蓝光
D．从a、b两点射出的单色光仍平行，且平行于BC
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
3．2018年1月31日，天空中上演了一场万众瞩目、被称为“超级满月、蓝月亮、红月亮”的月全食大戏，这次月全食历时近5小时，最精彩之处是在发生月全食阶段月亮呈现红色，下列有关月食的说法，其中正确的是__．
A．出现月全食现象时，月亮就完全看不到了
B．当地球处于太阳和月亮中间时才会出现月食现象
C．出现月食现象，是因为月亮处于地球的“影子”中
D．月食可能是太阳光经月亮反射到地球大气层时发生全反射形成的
E.“红月亮”是太阳光中的红光经地球大气层折射到月球时形成的
4．某同学用插针法测量平行玻璃砖折射率的实验图景如图所示。

他按正确的方法插了大头针a、b、c、d。

则下列说法中正确的是（）
A．实验中，入射角应适当大些
B．该同学在插大头针d时，使d挡住a、b的像和c
C．若入射角太大，光会在玻璃砖内表面发生全反射
D．该实验方法只能测量平行玻璃砖的折射率
5．一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示．设a、b在玻璃中的折射角分别为r1和r2，玻璃对a、b的折射率分别为n1和n2，a、b 在玻璃中的传播速度分别为v1和v2，则( )
A．n2＞n1
B．n2＜n1
C．v2＞v1
D．v2＜v1
E.r1＜r2
6．如图所示，插针法“测定平行玻璃砖折射率”的实验中，P1、P2、P3、P4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P1、P2的像模糊
C．P1与P2，P3与P4间的距离适当小些
D．P3、P4的连线与P1、P2的连线不一定平行
7．2019年1月31日，天空中上演了一场万众瞩目、被称为“超级满月、蓝月亮、红月亮”的月全食大戏，这次月全食历时近5小时．最精彩之处是在发生月全食阶段月亮呈现红色，下列有关月食的说法，其中正确的是______．
A．当地球处于太阳和月亮中间时才会出现月食现象
B．当月亮处于太附和地球中间时才会出现月食现象
C．月食可能是太阳光经月亮反射到地球大气层时发生全反射形成的
D．出现月食现象，是因为月亮处于地球的“影子”中
E.“红月亮”是太阳光中的红光经地球大气层折射到月球时形成的
8．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AO，方向(O1点在分界面上，图中O1点和入射光线都未画出）射向空气中，折射后通过空气中的B点（图中折射
光线也未画出）。

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．Q点在O点的左侧
B．绿光从水中射入空气中时，速度变小
C．若绿光沿AO方向射向空气中，则折射光线有可能通过B点正下方的C点
D．若沿AO1方向射向空气中的是一束紫光，则折射光线也有可能通过B点
E. 若沿AO1方向射向空气中的是一束红光，则折射光线有可能通过B点正上方的D点9．如图所示，一单色光由介质Ⅰ射入介质Ⅱ，在界面MN上发生偏折．下列说法正确的是（）
A．该光在介质Ⅰ中传播的速度大
B．该光在介质Ⅱ中传播的速度大
C．该光在介质Ⅰ中和介质Ⅱ中传播的速度之比为3
D．该光在介质Ⅱ中和介质Ⅰ中传播的速度之比为3
10．两束同色细平行光相距为d，从空气中互相平行地斜射到梯形玻璃砖的上表面，如图所示，当它们从玻璃砖的下表面垂直射出后，有（）
A．两束光平行，距离为d
B．两束光平行，距离大于d
C．两束光平行，距离小于d
D．两束光不平行，两射出点的距离为d
11．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
30，光屏PQ上出现两个光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
斑，则这两个光斑之间的距离为( )
A．203
3
cm B．53cm C．
403
3
cm D．203cm
12．小明同学设计了一个用刻度尺测半圆形玻璃砖折射率的实验，如图所示，他进行的主要步骤是：
(1)用刻度尺测玻璃砖的直径AB的大小d；
(2)先把白纸固定在木板上，将玻璃砖水平放置在白纸上，用笔描出玻璃砖的边界，将玻璃砖移走，标出玻璃砖的圆心O、直径AB、AB的法线OC；
(3)将玻璃砖放回白纸的原处，长直尺MN紧靠A点并与直径AB垂直放置；
(4)调节激光器，使PO光线从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心O，并使长直尺MN的左右两侧均出现亮点，记下左侧亮点到A点的距离x1，右侧亮点到A点的距离x2。

关于上述实验，以下说法不正确的是（）
A．在∠BOC的范围内，改变入射光线PO的入射角，直尺MN上可能只出现一个亮点B．左侧亮点到A点的距离x1一定大于右侧亮点到A点的距离x2
C．左侧亮点到A点的距离x1一定小于右侧亮点到A点的距离x2
D．要使左侧亮点到A点的距离x1增大，应减小入射角
13．一束红光和一束紫光以适当的角度射向玻璃砖，玻璃砖为半圆形，如图所示，红光与紫光出射光线都由圆心O点沿OC方向射出，则( )
A．AO是红光，它穿过玻璃砖所用的时间最少
B．AO是紫光，它穿过玻璃砖所用的时间最长
C．AO是红光，它穿过玻璃砖所用的时间最长
D．AO是紫光，它穿过玻璃砖所用的时间最少
14．2的介质中射向空气，如果入射角为60°，下图中光路可能的是()
A ．
B ．
C ．
D ．
15．一束由红、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t 1和t 2，则（ ）
A ．AC 是蓝光，1t 小于2t
B ．A
C 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
16．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)12P P 、及34P P 、之间的距离适当大些，可以提高准确度
(2)12P P 、及34P P 、之间的距离取得小些，可以提高准确度
(3)入射角1 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)12P P 、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)
17．如图所示，abc 是一块用折射率n =2的玻璃制成的透明体的横截面，ab 是半径为R 的圆弧，ac 边垂直于bc 边，∠aOc =60°。

当一束平行光垂直照到ac 上时，ab 的外表面只有
一部分有光线穿出，则穿出光线部分的弧长为（ ）
A ．12πR
B ．6R π
C ．4R π
D ．3
R π 18．以往，已知材料的折射率都为正值（n>0）．现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值（n< 0），称为负折射率材料．位于空气中的这类材料，入射角i 与折射角r 依然满足sin sin i n r
=，但是折射线与入射线位于法线的同一侧（此时折射角取负值）．现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出．若该材料对此电磁波的折射率n=−1，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是（ ）
A ．A
B ．B
C ．C
D ．D
19．如图所示为等腰棱镜，真空中a 、b 两束单色光与棱镜轴线OO′等距，两束光折射后相交于图中的P 点．以下判断正确的是（ ）
A ．在真空中的光速v a ＞v b
B ．该棱镜对光的折射率n a ＞n b
C ．通过棱镜的时间t a ＞t b
D ．a 、b 两束光从同一介质射入真空过程中，发生全反射的临界角θa ＞θb
20．如图，空气中有两块材质不同、上下表面平行的透明玻璃板平行放置；一细光束从空气中以某一角度θ（0＜θ＜90°）入射到第一块玻璃板的上表面．下列说法正确的是（ ）
A ．在第一块玻璃板下表面一定有出射光
B ．在第二块玻璃板下表面一定没有出射光
C ．第二块玻璃板下表面的出射光方向一定与入射光方向平行
D ．第二块玻璃板下表面的出射光一定在入射光延长线的左侧
E.第一块玻璃板下表面的出射光线一定在入射光延长线的右侧
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、光的折射选择题
1．B
【解析】
由n=c/v，红光的折射率较小，在玻璃中的传播速度较大，Ａ对；折射率越大偏折程度越大，可知ｂ点为蓝光，并且由光路图可知出射光线与入射光线平行，Ｂ错；CD对；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．BCE
【解析】
当地球处于太阳和月亮中间时才会出现月食现象，在月全食时，月球并不是完全看不见的，至于月全食时产生的“红月亮”则主要是因为，月全食的时候，地球挡住了太阳的光辉，红光经地球大气层折射打到了月亮上，因此呈现了“红月亮”的情况，BCE正确．
4．AB
【解析】
【分析】
【详解】
A．为了减小角度测量的相对误差，入射角应适当大一些．但不能太大，否则出射光线太弱，A正确；
B．该同学在插大头针d时，使d挡住a、b的像和c，由此确定出射光线的方向，B正确；
C．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，C错误；D．该实验方法的原理是折射定律，也能用来测量其他透明介质的折射率，D错误。

故选AB。

5．BCE
【解析】
【详解】
由题图可知折射角r1＜r2，E正确；根据n＝sini
sinr
，有n1＞n2，故选项A错误，B正确；根
据n＝c
v
，得a光在玻璃中的传播速度小于b在玻璃中的传播速度，即21
v v
＞，故选项C
正确，选项D错误；故选BCE．【点睛】
几何光学问题中涉及折射率的两个公式n=sini
sinr
和v=
c
v
常常结合使用，是一个基础题，不
应出错；记住偏折程度越大的光线折射率越大．
6．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，P1、P2的像模糊，故B正确；
C. P1、P2及P3、P4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，P3、P4的连线与P1、P2的连线一定平行，故D错误；
故选AB.
7．ADE
【解析】
【分析】
考查光的传播，光的折射。

【详解】
当太阳、地球、月球在同一直线上，地球位于太阳与月球之间时，太阳发出的沿直线传播的光被不透明的地球完全挡住，光线照不到月球上，月亮处于地球的“影子”中,在地球上完全看不到月球的现象就是月全食。

看到整个月亮是暗红的，是因为太阳光中的红光经地球大气层折射到月球；选项ADE正确，BC错误。

故选ADE.
8．ACE
【解析】
【详解】
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O1点在O点的左侧，故A错误。

光在真空中速度最大，当绿光从水中射入空气中时，速度变大，故B错误。

若绿光沿AO 方向射向空气中，则折射光线有可能通过B点正下方的C点，选项C正确；若沿AO1方向射向空气中的是一束紫光，因紫光的折射率大于绿光，可知则折射光线通过B点下方，选项D错误；若沿AO l方向射向水中的是一束红光，水对红光的折射率小于绿光的折射率，根据折射定律可知，红光的偏折程度小于绿光的偏折程度，所以折射光线有可能通过B点正上方的D点，故E正确。

9．BD
【解析】
【分析】
【详解】
AB．由图知光在介质Ⅱ中的折射角较大，则介质Ⅱ为光疏介质，光在介质Ⅱ中传播的速度大，故A错误，B正确；
CD．介质Ⅰ相对介质Ⅱ的折射率为n=sin60
3
sin30
︒
=
︒
Ⅱ中和介质Ⅰ中传播的速
3，故C错误，D正确。

故选BD。

10．B
【解析】
【分析】 【详解】
光线穿过玻璃砖，经过两次折射，根据光路的可逆性，射出的光线与射入的光线平行，所以两束光穿过玻璃砖后依旧平行，玻璃砖对两束光的折射率是相同的，由于玻璃砖是梯形的，由图象可知
MP NQ >
所以在玻璃砖内发生折射的两束光线中，a 比b 向左偏离程度更大，两光线远离，两者射出光线的距离变大，故ACD 错误，B 正确。

故选B 。

11．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．
12．B
【解析】
【分析】
【详解】
A ．当入射角大于等于发生全反射的临界角时，只有反射光线没有折射光线，则直尺MN 上只出现一个亮点，故A 正确；
BC ．光从玻璃射入真空，光路图如图所示，折射角β大于入射角α，通过几何关系知
12cot cot 22
d d x x βα=
<= 故B 错误，C 正确； D ．减小入射角，则折射角减小β，x 1增大，故D 正确。

本题选不正确的，故选B 。

13．A
【解析】
【分析】
【详解】
由图看出两光束的折射角相同，因红光的折射率较小，由折射定律
1sin sin i n r
= 故红光的入射角应大于紫光的入射角，故AO 为红光；由
c v n
= 知，红光在玻璃砖中传播较大，而在玻璃中两光的光程相等，故红光穿过玻璃砖所需时间短．故选A ．
14．C
【解析】
【分析】
【详解】
先根据sin C ＝1/n 求出临界角为45°，由于入射角等于60°大于临界角，则必定发生全反射，因此只有反射光线而无折射光线．
思路分析：介质为光密介质，空气为光疏介质，当入射角大于临界角时会发生全反射现象 试题点评：本题考查了全反射中的临界角
15．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．
16．A
【解析】
【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12P P 、及34P P 、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； 综上分析可得仅(1)(3)正确，故选A 。

17．B
【解析】
【分析】
【详解】
由题意作出光路图如下图所示
设光的临界角为C ，则有
11sin 2
C n =
= 解得 30C =︒
如图，在
30α≥︒
时，均发生全反射，图中d 点为入射角等于临界角的临界点，所以只有bd 部分有黄色光透射出，所以有黄色光射出部分的圆弧对对应的圆心角也是30，对应圆弧的长度为
3023606
R l R ππ︒=
⨯=︒ 故ACD 错误，B 正确。

故选B 。

18．B
【解析】
【分析】
【详解】 AD ．本题给定信息“光的折射光线和入射光线位于法线的同侧”，无论是从光从空气射入介质，还是从介质射入空气，都要符合此规律，故A 、D 错误．
BC ．折射率为-1，由光的折射定律可知，同侧的折射角等于入射角，故B 正确，C 错误． 19．D
【解析】
【分析】
在真空中，不同的颜色的光传播的速度相同，通过光线的偏折程度，比较a 、b 两束光的折射率大小，再根据c n v =
比较两束光在棱镜中传播的速度，从而比较传播的时间，然后再根据1sinC n =
比较临界角的大小． 【详解】
A 、在真空中，不同的颜色的光传播的速度都相同，即a b v v =，故选项A 错误；
B 、两束光折射后相交于图中的P 点，可知b 光偏折厉害，则a 光的折射率小于b 光的折射率，所以a b n n ＜，故选项B 错误；
C 、a 光的折射率小于b 光的折射率，根据c v n
=知，a 光在棱镜中传播的速度大于b 光的传播速度，a 光在棱镜中传播的距离较小，则a 光通过棱镜的时间小于b 光通过棱镜的时间，即a b t t ＜，故选项C 错误；
D 、根据1sinC n
=，可知a 光发生全反射的临界角大于b 光发生全反射的临界角，即a b θθ＞，故选项D 正确．
【点睛】
解决本题的突破口是通过光线的偏折程度比较出折射率的大小，从而可以比较出频率、波长、在介质中的速度、临界角等大小关系．
20．ACD
【解析】
【分析】
【详解】
A、光线从第一块玻璃板中的上表面射入，在第一块玻璃板中上表面的折射角和下表面的入射角相等，根据光的可逆原理可知，光在第一块玻璃板下表面一定有出射光，同理，在第二个玻璃板下表面也一定有出射光，故A正确，B错误．
C、因为光在玻璃板中的上表面的折射角和下表面的入射角相等，根据光的可逆原理知，从下表面出射光的折射角和开始在上表面的入射角相等，即两光线平行，所以第二块玻璃板下表面的出射光方向一定与入射光方向平行，故C正确．
D、根据光线在玻璃板中发生偏折，由于折射角小于入射角，可知第二块玻璃板下表面的出射光一定在入射光延长线的左侧，故D正确，E错误．
故选ACD．。