高中物理 第十三章 光 1 光的折射达标训练高二物理试题

积盾市安家阳光实验学校1 光的折射
更上一层楼 基础·巩固
1.光从空气射入水中，当入射角变化时，则( )
A.反射角和折射角都发生变化
B.反射角和折射角都不变
C.反射角发生变化，折射角不变
D.折射角变化，反射角始终不变 解析：由光的反射律知入射角和反射角相，所以入射角变化时，反射角也发生变化，由光的折射律知，入射角的正弦和折射角的正弦成正比，所以入射角变化时，折射角也发生变化，A 选项正确. 答案：A
2.关于光的折射，错误的说法是( )
A.折射光线一在法线和入射光线所确的平面内
B.入射线和法线与折射线不一在一个平面内
C.入射角总大于折射角
D.光线从空气斜射入玻璃时，入射角大于折射角
解析：由光的折射律知折射光线一在法线和入射光线所确的平面内，A 选项正确，B 选项错误;入射角不一大于折射角，C 选项错误;光线从空气斜射入玻璃时，
入射角大于折射角，D 选项正确.
答案：BC
3.已知一束单色光在水中的传播速度是真空中的4
3
，则（ ）
A.这束光在水中传播时的波长为真空中的43
B.这束光在水中传播时的频率为真空中的4
3
C.对于这束光，水的折射率为
4
3
D.这束光在水中传播时的频率为真空中的
3
4 解析：由折射率n=v
c ，则水的折射率n=3
4，C 选项错误;光从真空到水中频率不变，B 、D 两选项错;由v=λf，这束光在水中传播时的波长为真空中的4
3，A 选项正确. 答案：A
4.插入水中的筷子，水里从水面斜着看起来是( ) A.向上曲折 B.向下曲折
C.没有变化
D.与水对光线的反射有关，难以确
解析：由光的折射规律可知，水中的筷子所形成的像比实际位置浅，则向上曲折，A 选项正确. 答案：A
5.一束光线从空气射入折射率为2的介质中，入射角为45°，在界面上入射光的一被反射，另一被折射，则反射光线和折射光线的夹角是（ ） A.75° B.90° C.105° D.120° 解析：如右图所示，根据折射律
r
i
sin sin =n ，则sinr=
n i sin =2
45sin =21
,r=30°，反射光线与折射光线的夹角θ=180°-45°-30°=105°，C 选项正确.
答案：C
6.图13-1-17中虚线表示两种介质的界面及其法线，实线表示一条光线斜射向界面后发生反射与折射的光线，以下说法正确的是（ ） 图13-1-17
A.bO 不是入射光线
B.aO 是入射光线
C.cO是入射光线
D.Ob是反射光线
解析：由图可知只有aO和bO关于MN对称，所以Ob是反射光线，A选项正确;Oa 是入射光线，B选项正确;Oc是折射光线，C选项错误，D选项正确.
答案：ABD
7.测玻璃砖折射率的如图13-1-18所示，在把玻璃砖放在白纸上之前在纸上先画好三条直线，它们分别是______________、______________、______________，最后按正确的要求插上大头针P3、P4，由P3、P4的位置决了光线的的
______________方向，从而确了折射光线______________的方向.
图13-1-18
解析：首先画出直线aa′代表玻璃砖的一个侧面，再画MM′表示法线，画AO 表示入射光线，根据光沿直线传播的经验，利用大头针P3P4确出射光线，也就确了出射光线的出射点O′，画出OO′直线为折射光线.
答案：aa′ MM′ AO O′B O′O
8.两个同学各设计一个数据记录表格，而且都已完成了计算，你认为谁的是对的？
甲设计的表格是：
乙设计的表格是：解析：由n=
r
i
sin
sin可知，n的测量值为每次测量的入射角的正弦与折射角的正弦比值的平均值，而不是每次测量的入射角的平均值的正弦与折射角的平均值的正弦之比，故甲正确.
答案：甲正确.
综合·用
9.（回放）假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到日出时刻与实际存在气层的情况相比（）
A.将提前
B.将延后
C.在某些将提前，在另一些将延后
D.不变
解析：如右图所示，假设地球表面不存在大气层，则地球上M处的人只能到太阳运动到S处才看见日出，而地球表面存在大气层时，太阳运动到S′处，阳光经大气层折射后即射至M点，故M点观察到的日出时刻比不存在大气层时要提前.正确选项为B.
答案：B
10.用“插针法”测透明半圆柱玻璃砖的折射率，O为玻璃砖截面的圆心，使入射光线跟玻璃砖的平面垂直，如图13-1-19所示的四个图中P1、P2、P3和P4是四个学生插针的结果.
图13-1-19
（1）在这四个图中肯把针插错了的是_______________.
（2）在这四个图中可以比较准确地测出折射率的是_______________，计算玻璃的折射率的公式是_______________.
解析：（1）垂直射入半圆柱玻璃砖平面的光线，经玻璃砖折射后，折射光线不能与入射光线平行（除过圆心的光线），A 选项错.
（2）测量较准确的是图D ，因B 图的入射光线经过圆心，出射光线没有发生折射，C 图的入射光线离圆心太近，射到圆界面上时，入射角太小不易测量，会产生较大的误差.测量出入射角与折射角后，由折射律求出折射率n=r
i
sin sin . 答案：（1）A （2）D n=
r
i
sin sin 11.（回放）在《测玻璃的折射率》的中，已画好玻璃砖界面的两直线aa′和bb′后，不慎误将玻璃砖向上平移，如图13-1-20中的虚线所示，若其他操作正确，则测得的折射率将_______________（填“偏大”“偏小”或“不变”） 图13-1-20
解析：测玻璃折射率的关键是找出入射光线在玻璃砖中的折射光线从而找出折射角.现在将其光路图作出后，进行比较，看一看由于玻璃砖向上的平移，是否影响到折射角大小的变化.如右图所示，由图可知，由于是平移，玻璃砖的界面与两直线aa′和bb′的距离与玻璃砖的厚度相同，从玻璃砖出射的光线的出射点和上表面的入射点连线就是在玻璃砖中的折射光线，由右图可知，尽管玻璃砖发生了平移，但是实际上的折射光线（图中的实线）和所作的折射光线（图中的虚线）是互相平行的，也就是说入射光线在玻璃砖中的折射角相同，入射角一，折射角相同，故不影响结果，所以填“不变”. 答案：不变
12.(2006理综)一块玻璃砖有两个相互平行的表面，其中一个表面是镀银的（光
线不能通过表面）.现要测此玻璃的折射率.给的器材还有：白纸、铅笔、大头针4枚（P 1、P 2、P 3、P 4）、带有刻度的直角三角板、量角器.
时，先将玻璃砖放到白纸上，使上述两个相互平行的表面与纸面垂直.在纸上画出直线aa′和bb′，aa′表示镀银的玻璃表面，bb′表示另一表面，如图所示.然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P 1、P 2（位置如图13-1-21）.用P 1、P 2的连线表示入射光线. 图13-1-21
（1）为了测量折射率，如何正确使用大头针P 3、P 4？
______________________________________________________________________________.
试在题图中标出P 3、P 4的位置.
（2）然后，移去玻璃砖与大头针.试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角θ1与折射角θ2.简要写出作图步骤.
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
（3）写出θ1、θ2表示的折射率公式为n=______________________.
解析：本题考查测量玻璃砖折射率的，因为一个表面是镀银的（光线不能通过表面），所以在观察时只能从同面进行，利用两次折射和反射成像即可.
答案：（1）在bb′一侧观察P 1、P 2（经bb′折射，aa′反射，再经bb′折射后）的像，在适当的位置插上P 3，使得P 3与P 1、P 2的像在一条直线上，即让P 3挡住P 1、P 2的像；再插上P 4，让它挡住P 2（或P 1）和P 3的像.P 3、P 4的位置如右图所
示.
（2）①过P 1、P 2作直线与bb′交于O ； ②过P 3、P 4作直线与bb′交于O′； ③利用刻度尺找到OO′的中点M ；
④过O 点作bb′的垂线CD ，过M 点作bb′的垂线与aa′相交于N ，如上图所示，连接ON ；
⑤∠P 1OD=θ1，∠CON=θ2. （3）
2
1
sin sin θθ.。