成都市光的折射测试题

成都市光的折射测试题
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
2．现有由同一种材料制成的一个透明工艺品，其切面形状图如图所示。

其中，顶部A为矩形形状，高CM=L，边长CD=d，底部B为等边三角形。

现让一束单色光线从B部分MH 边的中点O1表面处沿竖直方向射入，光线进入B后发现折射光线恰好与B部分的HM′平行且经过MM′，最后从A部分的CD边上某点O处射出，光在真空中的传播速度为c。

则（）
A．光在工艺品中传播的速度
3 3
B．光在工艺品中传播的速度
3 2 c
C 43 L d
+
D 23 L d
+
3．如图所示，两束平行的黄光射向截面ABC为正三角形的玻璃三棱镜，已知该三棱镜对
该黄光的折射率为2，入射光与AB界面夹角为45︒，光经AB界面进入三棱镜后直接从BC界面射出。

下列说法中正确的是（）
A．两束黄光从BC边射出后仍是平行的
B．黄光经三棱镜折射后射出方向与入射方向间的偏向角为30︒
C．改用红光以相同的角度入射，出射光束仍然平行，但其偏向角大些
D．改用绿光以相同的角度入射，出射光束仍然平行，但其偏向角大些
E.若让入射角增大，则出射光束不平行
4．2018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
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，O1O2是半圆形玻璃砖过圆心的法线，a、b是关于O1O2对称的两束平行单色光束，两光束从玻璃砖右方射出后的光路如图所示，则下列说法正确的是()
A．该玻璃砖对a光的折射率比对b光的折射率小
B．有可能a是绿光，b是红光
C．两光束从空气进入玻璃的过程中各自的频率均不变
D．在真空中，a光的波长比b光的波长长
7．如图，在水中有一厚度不计的薄玻璃片制成的中空三棱镜，里面是空气，一束光A从棱镜的左边射入，从棱镜的右边射出时发生了色散，射出的可见光分布在a点和b点之间，则错误的是（）
A．从a点射出的是红光，从b点射出的是紫光
B．从a点射出的是紫光，从b点射出的是红光
C．从a点和b点射出的都是红光，从ab中点射出的是紫光
D．光在ab面上可能发生全反射
8．关于折射率，下列说法中正确的是( )
A．根据1
2
sin
n
sin
θ
θ
=可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比
B．根据1
2
sin
n
sin
θ
θ
=可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比
C．介质的折射率由介质本身决定，与入射角、折射角均无关
D．根据
c
n
v
=可知，介质的折射率与介质中的光速成反比
E.同一频率的光由第一种介质进入第二种介质时，折射率与波长成反比
9．如图所示，是声波从介质Ⅰ进入介质Ⅱ的折射情况，由图判断下面说法中正确的是( )
A．入射角大于折射角，声波在介质Ⅰ中的波速大于它在介质Ⅱ中的波速
B．入射角大于折射角，Ⅰ可能是空气，Ⅱ可能是水
C．入射角小于折射角，Ⅰ可能是钢铁，Ⅱ可能是空气
D．介质Ⅰ中波速v1与介质Ⅱ中波速v2
满足：12
21
sin
sin
v
v
θ
θ
=
10．下列说法中正确的是( )
A．光速不变原理指出光在真空中传播速度在不同惯性参考系中都是相同的
B．红光在玻璃砖中的传播速度比紫光在玻璃砖中的传播速度小
C．在机械波的传播过程中，介质质点的振动速度等于波的传播速度
D．声源与观察者相对靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率
E.根据麦克斯韦的电磁理论可知，变化的电场周围一定可以产生磁场
11．如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC 面进入空气。

当出射角i'和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ，知棱镜顶角为α，计算棱镜对该色光的折射率表达式为（）
A．sin
2
sin
2
a
a
θ
+
B．
sin
2
sin
2
aθ
θ
+
C．
sin
sin()
2
a
θ
θ-D．
sin
sin()
2
a
a
θ-
12．胶囊型元件水平放置，由某透明材料制成，两端是半径为r的半球，中间是长度为4r 的圆柱体，中轴线是1234
O O O O。

一激光束从左侧平行中轴线水平射入，经折射、反射再折射后又从左侧水平射出。

已知出射光线与入射光线的间距为1.6r，则该元件的折射率为（）
A 4
2
5
B
4
3
5
C．
8
5
D．
62
5
13．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
14．一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
15．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)
16．如图所示，等腰三角形ABC 为一棱镜的横截面，顶角A 为θ。

一束光线从AB 边入
射，从AC边射出，已知入射光线与AB边的夹角和出射光线与AC边的夹角相等，入射光线与出射光线的夹角也为θ。

则该棱镜的折射率为（）
A．
1 sin
2
θ
B．
2 sinθ
C．
1 2cos
2
θ
D．2cos
2
θ
17．如图所示半圆形玻璃砖，圆心为 O，半径为 R．某单色光由空气从 OB 边界的中点 A垂直射入玻璃砖，并在圆弧边界 P 点发生折射，该折射光线的反向延长线刚好过B点．则（）
A．该玻璃对此单色光的折射率为1.5
B．光从 A 传到 P 的时间为（c为空气中的光速）
C．该玻璃对此单色光的临界角为45°
D．玻璃的临界角随入射光线位置变化而变化
18．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AO 1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
19．一束单色光由空气进入水中，则该光在空气和水中传播时
A ．速度相同，波长相同
B ．速度不同，波长相同
C ．速度相同，频率相同
D ．速度不同，频率相同
20．有一种称为手性材料的光介质，当激光从空气射入这种材料的时候，将会分离出两种光，一种是左旋圆偏振光，其折射率为1e L e n n kn =
+；另一种是右旋圆偏振光，其折射率为1e R e
n n kn =-，其中n o 为选定材料的折射率，k 为大于零的参数（L n 和R n 大于1），则 （ ）
A ．在这种介质中左旋光的速度大于右旋光的速度
B ．入射角一定的情况下（大于零），左旋光的偏折程度比右旋光大
C ．入射角一定的情况下（大于零），k 越大，左旋光与右旋光分离的现象越明显
D ．当左、右旋光从该材料射向空气时，左旋光的临界角小于右旋光的临界角
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一、光的折射 选择题
1．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．
2．AC
【解析】
【分析】
【详解】
AB ．光路图如图所示。

根据题图知，光进入介质B 的入射角为 α=60°，折射角为 β=30°
则工艺品的折射率为
sin sin603sin sin30n αβ︒=
==︒
光在工艺品中传播的速度为 c v n
= 代入数据可得 3v = 则A 正确，B 错误；
CD ．由几何关系得光在工艺品中传播的路程 cos302
L d s =+︒ 则光在工艺品中传播的时间 432s L d t v c
+=
= 选项C 正确，D 错误。

故选AC 。

3．ABD 【解析】
【分析】
【详解】
AB ．如图所示，由折射率公式 n =sin sin i r
可得r =30︒，由几何关系可知折射光在三棱镜内平行于底边AC ，由对称性可知其在BC 边射出时的出射角也为45︒，因此光束的偏向角为30︒，则两束光平行，故AB 正确； CD ．由于同种材料对不同的色光的折射率不同，相对于黄光而言红光的折射率小，绿光的
折射率较大，因此折射后绿光的偏向角大些，红光的偏向角小些，故C错误，D正确；E．若让入射角增大，则折射角按一定的比例增大，出射光束仍然平行，故E错误。

故选ABD。

4．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．
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．ACD
【解析】
【详解】
A.由图可知，b光偏离原来的传播方向较多，玻璃对b光的折射率大，故A正确；
B.b光折射率大，频率高，故B错误；
C.光在不同介质中传播，频率不变，故C正确；
D.根据波速c=λν，b光频率高，波长短，故D正确；7．ACD
【解析】
ABC、作出射到a点和b点的光路图如下
由图看出射到a点的折射角比较大，而入射角相同，由
sini
n
sinr
=，知a光的折射率较大，
故从a点射出的是紫光，从b点射出的是红光，故AC错误，B正确；
D、根据光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于临界角时，才能发生光的全反射，光在ab面上，光从空气进入水中，不满足产生的条件，因此不可能发生全反射，故D错误；
错误的故选ACD．
【点睛】红光的折射率比紫光小．做出光路图，根据折射角大小和折射定律比较折射率大小进而得到是红光还是紫光；光从空气进入水时，不会产生光的全反射现象，从而即可求解．
8．CDE
【解析】
【详解】
介质的折射率是一个表明介质的光学特性的物理量，由介质本身决定，与入射角、折射角无关，故选项A、B错误，选项C正确；由于真空中光速是一个定值，故n与v成反比，这也说明折射率与光在该介质中的光速是有联系的，故选项D正确；由v＝λf，当f一定时，v正比于λ，由于n与v成反比，故折射率与波长λ也成反比，故选项E正确；故选CDE．
9．AB
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图示可知，入射角大于折射角，介质Ⅰ对波的折射率小于介质Ⅱ对波的折射率，由c
n
v
=可知，n越小，波的传播速度越大，由此可知，声波在介质Ⅰ中的波速大于它在介质Ⅱ中的波速，故A正确；
BC．由图示可知，入射角大于折射角，介质Ⅰ对波的折射率小于介质Ⅱ对波的折射率，Ⅰ可能是空气，Ⅱ可能是水，故B正确，C错误；
D．由相对折射率公式可知，介质Ⅰ中波速1v，与介质Ⅱ中波速2v满足
11
22
sin
sin
v
n
v
θ
θ
==
故D错误．
故选AB。

点睛：本题考查了声波的折射现象，声波的折射与光的折射遵守相同的折射定律，分析清楚波的传播过程图，应用折射定律可以解题．
10．ADE
【解析】
【详解】
A.根据光速不变原理是：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，故A正确；
B.根据
c
v
n
=，且红光在玻璃砖中的折射率小，则有红光在玻璃砖中的传播速度比紫光在玻璃砖中的传播速度大，故B错误；
C.在机械波传播过程中，介质中质点的振动速度和波的传播速度并不相同，故C错误；
D.根据多普勒效应可知，声源与观察者相对靠近，观察者所接收的频率大于声源发出的频率,故D正确；
E.依据麦克斯韦的电磁理论可知，变化的电场也一定会产生磁场，变化的磁场会一定产生电场，故E正确；
故选ADE。

11．A
【解析】
【分析】
【详解】
由于出射角i'和入射角i相等，根据对称性可知，在三棱镜中光线一定是水平的，根据几
何关系可得，折射角为
2
α
；又由于出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ，则入射角i
可表示为+
22
αθ
，如图所示
因此折射率
+
sin
sin2
sin sin
22
i
n
αθ
αα
==
故选A。

【解析】 【分析】 【详解】
由光路的对称性与可逆性可知，激光束在胶囊元件中的光路如下图所示。

设光线在半球处的入射角为i ，折射角为γ，则由折射定律得
sin sin i
n γ
=
由几何关系得
0.8sin 0.8r
i r
=
= 在三角形24MO O 中，由正弦定理得
()sin sin 5i r r
γγ-= 结合三角公式
()sin sin cos cos sin i i i γγγ-=-
联解可得
tan 1γ=
折射角
π
4
γ=
折射率
425
n =
故BCD 错误，A 正确。

故选A 。

13．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； 14．A 【解析】 【分析】
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 ． 15．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 。

16．D 【解析】 【分析】 【详解】
根据题意画出光路图如图：
因为入射光线与AB 边的夹角和出射光线与AC 边的夹角相等，则
r αβ==
三角形为等腰三角形，DF 、EF 为法线，则
2180(180)r αβθ+==︒-︒-
解得
2
r θ
=
又由几何关系得
222i i i r i θαβθ=-+-=-
=-
所以
i θ=
所以折射率
sin sin 2cos sin 2sin 2
i n r θθ
θ=
==
选项D 正确，ABC 错误。

故选D 。

17．B 【解析】 【分析】
作出光路图，结合几何关系求出入射角和折射角，根据折射定律求出玻璃对光的折射率，根据sinC=求出临界角．根据几何关系求出光在玻璃中传播的路程，通过v= 求出光在玻璃中传播的速度，从而得出光从A 到P 的时间． 【详解】
A 、作出光路图，如图所示，
根据几何关系知，入射角α=30°，折射角θ=60°，根据折射定律得： ，
故A 错误。

B 、光在玻璃砖中传播的速度
，则光从A 传到P 的时间t=
，故B 正确。

C 、根据sinC=得该玻璃对单色光的临界角为：C=arcsin ，故C 错误。

D 、玻璃的临界角与入射角无关，故D 错误。

故选：B 。

【点睛】
本题考查了几何光学的基本运用，关键作出光路图，结合折射定律和几何关系综合求解，难度不大．
18．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O1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O1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 fλ
=，知波长变大，故B错误；
C、若沿AO1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．
19．D
【解析】
【分析】
【详解】
不同的单色光频率不相同，同一单色光在不同的介质内传播过程中，光的频率不会发生改
变；由公式
c
v
n
=可以判断，水的折射率大于空气的，所以该单色光进入水中后传播速度
减小．
A．速度相同，波长相同，与结论不相符，选项A错误；B．速度不同，波长相同，与结论不相符，选项B错误；C．速度相同，频率相同，与结论不相符，选项C错误；D．速度不同，频率相同，与结论相符，选项D正确；
故选D．
【学科网考点定位】光的传播、光速、波长与频率的关系【方法技巧】
本题分析时要抓住光在不同介质中传播频率不变这个特征，应用公式
c
v
n
=公式分析光进
入不同介质中的传播速度．20．AC
【解析】
A、由左旋圆偏振光折射率和右旋圆偏振光折射率表达式可知：n L＜n R．根据
c
v
n
=知，在
这种介质中左旋光的速度大于右旋光的速度，故A正确．B、由左旋圆偏振光折射率和右旋圆偏振光折射率表达式可知n L＜n R．则右旋光的偏折比左旋光明显，故B错误．C、k越大，左旋光与右旋光的折射率相差越大，分离的现象越明显，故C正确．D、由左旋圆偏
振光折射率和右旋圆偏振光折射率表达式可知n L＜n R．根据
1
sin C
n
=知，左旋偏振光的
临界角大于右旋光的临界角，故D错误．故选AC．
【点睛】本题是信息给予题，要能读懂题意，根据已知的折射率表达式，分析它们之间的关系，掌握光速、偏折程度等等与折射率的关系，是解决本题的关键．。