江西省金溪县第一中学 高中物理-光的折射测试题

江西省金溪县第一中学高中物理-光的折射测试题

一、光的折射选择题

1．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

2．有一束单色光从介质A射入介质B，再由介质B射入介质C，如图所示。根据图中所给的情况判断，下列说法正确的是（）

A．介质B的折射率最大

B．介质C的折射率最大

C．光在介质B中的速度最大

D．光在介质C中的速度最大

3．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（）

3

A

B．光在工艺品中传播的速度

3 2 c

C．光在工艺品中传播的时间43 L d

+

D．光在工艺品中传播的时间23 L d

+

4．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

5．2019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

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（）

A2

B．在玻璃砖中的传播时间之比为2

C2

D2

7．下列说法正确的有（）

A．观察者接近恒定频率波源时，接收到波的频率变小

B．物体做受迫振动，当驱动力频率等于固有频率时，振幅最大

C．雨后美丽的彩虹是光的干涉现象

D．相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关

8．如图所示，从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带。下列说法中正确的是()

A．a侧是红光，b侧是紫光

B．在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长

C．三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率

D．在三棱镜中a侧光的速率比b侧光小

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．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

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．如图所示，为观察门外情况，居家防盗门一般都会在门上开一小圆孔.假定门的厚度为a=8cm，孔的直径为d=6cm，孔内安装一块折射率n=1.44的玻璃，厚度可]的厚度相同，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8.则

A．如未装玻璃，室内的人通过小孔能看到外界的角度范围为106°

B．装人玻璃后，室内的人通过玻璃能看到外界的角度范围约为106°

C．装人玻璃的折射率越大，室内的人通过玻鵯能看到外界的角度范围就越小

D．若要将视野扩大到180°，需嵌入折射率大于或等于

5

3

的玻璃

13．如图所示,玻璃棱镜的截面为等腰三角形,顶角a为30°．一束光线垂直于ab面射入棱镜,又从ac面射出．出射光线与入射光线之间的夹角为30°，则此棱镜材料的折射率是()

A．

3

3

B．3C．

3

2

D．

23

3

14．如图所示，由红、绿两单色光组成的光束以入射角θ由空气射到半圆形玻璃砖表面的A处，AD是半圆的直径。进入玻璃后分为两束，分别为AB、AC，它们从A到B和从A到C的时间分别为t1和t2，则（）

A．AB是绿光，t1t2

C．AC是红光，t1>t2D．AC是红光，t1＝t2

15．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

16．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 17．一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

18．如图所示两细束单色光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点

M ．则下列说法中正确的是（ ）

A ．如 果 a 为蓝色光,则b 可能为红色光

B ．在该三棱镜中a 色光的传播速率比b 光的传播速率大

C ．棱镜射向空气中a 色光的临界角比b 色光的临界角大

D ．a 光的折射率小于b 光折射率

19．某同学为了研究光的色散，设计了如下实验：在墙角放置一个盛水的容器，其中有一块与水平面成45°角放置的平面镜M ，如图所示，一细束白光斜射向水面，经水折射向平面镜，被平面镜反射经水面折射后照在墙上，该同学可在墙上看到 ( )

A ．上紫下红的彩色光带

B ．上红下紫的彩色光带

C ．外红内紫的环状光带

D ．一片白光

20．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12O O 放置的光屏，沿12O 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，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

【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除

一、光的折射选择题

1．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．

2．BC

【解析】

【分析】

【详解】

AB．由

sin

sin

i

n

r

=可知，光线由介质A进入介质B时，根据光路图可知，A的折射率大于B

的折射率；光由介质B进入介质C时，根据光路图可知，B的折射率小于C的折射率，所以介质B的折射率最小；由光路的可逆性可知，光由B进入A时，如果入射角为60?，则折射角为45?；而光由B进入C时，入射角为60?，折射角为30?，由此比较可知，介质C 的折射率最大；A错误，B正确；

BC．根据

c

n

v

=，得

c

v

n

=，则介质的折射率越大，光在该种介质中传播速度越小。B介质

的折射率最小，则光在B介质中传播速度最大；C介质折射率最大，则光在C介质中传播速度最小，故C正确，D错误。

故选BC。

3．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 c =

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 。 4．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． 5．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. 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 ::n n λλ=

故C 正确； D ．临界角公式

1

sin C n

=

可得

a b b a sin :sin :C C n n =

故D 正确。 故选BCD 。 7．BD 【解析】 【详解】

A ．当波源与观察者有相对运动时，如果二者相互接近，间距变小，观察者接收的频率增大，如果二者远离，间距变大，观察者接收的频率减小，故A 错误；

B ．做受迫振动的物体，当驱动力的频率等于物体固有频率时，物体振幅最大，产生共振现象，故B 正确；

C ．彩虹是太阳光经过空气中的小水珠，发生色散形成的，色散现象属于光的折射，故C 错误；

D ．相对论认为时间和空间与物质的运动状态是相联系的，与物体的运动状态有关，故D 正确。 【点睛】

考查受迫振动的共振条件，及相对论的内容，注意波在介质中传播时，频率是不变，但是观察者所接收的频率会随两者远离或靠近而变化，另外记忆一些常见的光的干涉现象的应用，注意干涉与折射色散的区别。 8．BCD 【解析】 【详解】

ABC ．由题图可以看出，a 侧光偏折得较厉害，三棱镜对a 侧光的折射率较大，所以a 侧光是紫光，波长较短，b 侧光是红光，波长较长，A 错误，BC 正确； D ．又v ＝c

n

，所以三棱镜中a 侧光的传播速率小于b 侧光的传播速率，D 正确。 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

sin sin 45r

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．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． 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

sin 2sin

sin

2

2

i n αθα

α

=

=

故选A 。 12．D 【解析】 因3

tan 4

d a α=

=，则0=37α，如未装玻璃，室内的人通过小孔能看到外界的角度范围为74°，选项A 错误；装入玻璃后，根据折射定律：sin 2sin n βα=

=，34

sin 255

β=>，则053β>，则室内的人通过玻璃能看到外界的角度范围大于106°，选项B 错误；装入玻璃

的折射率越大，则折射角β越大，则室内的人通过玻璃能看到外界的角度范围就越大，选

项C 错误；若要将视野扩大到180°，则β=900

，则00

sin sin 905

sin sin 373

n βα===，则需嵌入折射率大于或等于5/3的玻璃，选项D 正确；故选D.

点睛：对于几何光学，其基础是作出光路图，借助几何知识研究入射角与折射角，再求解折射率． 13．B 【解析】 【分析】 【详解】 光路图如图所示：

根据几何关系得入射角30i = ，折射角303060r =+= 由折射定律得

3

sin2

3

1

sin

2

r

n

i

===

故B正确；

故选B 。

点睛：由几何关系求出折射角和入射角,结合折射定律求出棱镜的折射率.

14．D

【解析】

【分析】

【详解】

从图中可以看出玻璃砖对沿AB传播的光的偏折大于沿AC的光，故对沿AB传播的光的折射率较大，故沿AB传播的光为频率较大的光即绿光，沿AC传播的光为频率较小的光即红光。由几何关系可得

2sin

R

t

c

θ

=

时间只与入射角和圆半径有关，所以他们从A到B和从A到C所需时间相同，故ABC错误，D正确。

故选D。

15．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

222

i i i r i

θαβθ

=-+-=-=-

所以

iθ

=

所以折射率

sin sin

2cos

sin2

sin

2

i

n

r

θθ

θ

===

选项D正确，ABC错误。

故选D。

16．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．

17．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．

18．A

【解析】

【分析】

【详解】

由图看出，a光通过三棱镜后偏折角较大，根据折射定律得知三棱镜对a光的折射率大于b

光折射率，若a为蓝光，b可能为红光．故A正确，D错误．由

c

v

n

=，知a光的折射率大

于b光折射率，则在该三棱镜中a色光的传播速率比b光的传播速率小，故B错误．由临

界角公式

1

sinC

n

=分析知从棱镜射向空气中a色光的临界角比b色光的临界角小，故C

错误．故选A.

【点睛】

本题是光的色散问题，考查光的折射定律的应用问题；要知道在七种色光中，紫光的折射率是最大的，在同样条件下，其偏折角最大．在介质中传播速度最小，临界角最小；可结合光的色散实验结果进行记忆；

19．B

【解析】

【分析】

【详解】

因为各种色光折射率不同，进入水中发生色散，紫光的折射率最大，红光的折射率最小，所以紫光进入水中偏折最厉害，经平面镜反射后照射到墙上，紫光处于最下端，所以在墙上出现上红下紫的彩色光带．

故选B．

【点睛】

解决本题的关键知道各种色光的折射率不同，白光从一种介质进入另一种介质会发生色散．

20．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

c n v λλ

=

=， 得：

n

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．