《光的折射》单元测试题含答案

一、光的折射选择题

1．两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

2．一束光线从空气射向折射率为3的玻璃球面，入射角为60°，如图所示，经过界面的折射和反射，光线通过玻璃球后又射入空气.则从玻璃球射入空气的光线( )

A．与入射光线不可能相交

B．与入射光线可能反向平行

C．总共只有三条光线

D．可能有无数条光线

3．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

4．如图所示，光在真空和介质的界面MN上发生偏折，那么下列说法正确的是()

A．光是从真空射向介质

B．介质的折射率为1.73

C．光在介质中的传播速度为1.73×108 m/s

D．反射光线与折射光线成90°

角

E.当入射角增大10°，则折射角也将增大10°

5．如图所示，截面为等腰三角形的玻璃砖ABC置于水平地面上，一束单色光由地面上的E 点发出，射向AB边上的M点，BM=BE，经过玻璃砖折射后，从AC边上N点（图中未画出）射出，最后光斑落在地面上的F点，CF=BE，已知玻璃砖的顶角为α，两个底角为β，则以下说法中正确的是（）

A．玻璃砖的折射率为cos cos

B．玻璃砖的折射率为cos

sin

C．M、N两点一定位于同一水平线上

D．若只使入射光的波长增大，由AC面射出时的出射点在N点上方

6．某同学做测玻璃折射率实验时，在白纸上放好上、下表面平行的玻璃砖，玻璃砖厚度为L，如图示入射光线与折射光线（CD边出射光线未画出），若入射角i＝60°，测出折射角r ＝30°，光在真空中的光速为c，则（）

A．玻璃砖的折射率n3

B 23

C．光在玻璃中传播的时间为2L c

D．操作时误将玻璃砖向上平移一小段，则测得的折射率将偏小

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．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，O 1O 2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O 1O 2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 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，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

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 ，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

12．图示两条虚线之间为一光学元件所在处，AB为其主光轴，P是一点光源，其傍轴光线通过此光学元件成像于Q点。该光学元件可能是（）

A．薄凸透镜

B．薄凹透镜

C．凸球面镜

D．凹球面镜

13．如图所示中分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则()．

A．2与1的波长、频率相等，波速不等

B．2与1的波速、频率相等，波长不等

C．3与1的波速、频率、波长均相等

D．3与1的频率相等，波速、波长均不等

14．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

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．

16．光线从折射率为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．

17．光刻机是生产大规模集成电路的核心设备，光刻机的曝光波长越短，分辨率越高。“浸没式光刻”是一种通过在光刻胶和投影物镜之间加入浸没液体，从而减小曝光波长、提高分辨率的技术。如图所示，若浸没液体的折射率为1.44，当不加液体时光刻胶的曝光波长为193nm，则加上液体时光刻胶的曝光波长变为（）

A ．161 nm

B ．

134 nm C ．93nm D ．65nm

18．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 ．

sin

B ．

2sin θ

C ．

2cos

D ．2cos

19．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 1方向（O 1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 ．O 1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

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

【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】【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 。 2．BC 【解析】

作出光路图如图所示．已知入射角160θ=?，根据折射定律得：1

sin sin n θθ=

．可得：折射角2sin 0.5θ=．由几何关系可知3230θθ==?．光线通过B 点反射后，再由几何关系和折射角可知，从A 点射出的光线折射角为60°．根据几何知识可知出射光线与入射光线平行，由图看出玻璃球内总共只有三条光线．综上分析，BC 正确．

3．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． 4．BCD 【解析】【详解】

A ．光线的入射角为i =30°，折射角为r =60°，则知光线从介质进入真空。故A 错误。

B ．根据折射定律得，

603 1.7330sinr sin n sini sin ?

==≈?

故B 正确。

C ．光在介质中的传播速度

88m/s 1.7310m/s 3

c v n ==≈?

故C 正确。

D ．反射角等于入射角，则反射角i ′=i =30°，根据几何关系得反射光线与折射光线的夹角为90°．故D 正确。

E ．因为入射角小于折射角，则当入射角增大10°，则折射角将增大大于10°，选项E 错误。 5．BCD 【解析】【分析】【详解】光路图如图所示

AB ．由图可知

2θβ=

2r α=

入射角

i π

θ=

折射角为

r π

β=

根据折射定律

cos

sin 2sin sin 2

i n r β

故A 错误，B 正确；

C ．根据对称性，可知MN ∥EF ，故M 、N 两点一定位于同一水平线上。故C 正确；

D ．根据

c f λ=

当λ增加时，f 将减小，n 减小，所以折射角r 将增大。由AC 面射出时的出射点在N 点上方。故D 正确。故选BCD 。 6．AC 【解析】【分析】【详解】

A ．玻璃砖的折射率

sin sin 60sin sin 30i n r ?

==?

A 正确；

BC ．光在玻璃中传播的速度为

c v n

由几何知识可知光在玻璃中传播的路程为

cos L s r

则光在玻璃中传播的时间为

2cos s nL L

t v c r c

===

? B 错误C 正确； D ．如右图所示

实线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图，而虚线是未将玻璃砖向上平移时作图时所采用的光路图，通过比较发现，入射角和折射角没有变化，则由折射定律

sin sin i

得知，测得的折射率将不变，D错误。

故选AC。

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

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．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

，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 2sin 2sin 45

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．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：

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． 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：302

sinr nsin sin θ==?= 解得：60r =?

根据几何关系，两个光斑之间的距离为：

603010103L PN NQ Rtan Rtan =+=?+?=?

=，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．D 【解析】【详解】

A ．凸透镜可能成正立放大的像时，像和物在透镜的同侧，不可能在两侧，故A 错误；

B ．凹透镜，当物体为实物时，成正立、缩小的虚像，故B 错误；

C ．凸球面镜成缩小倒立的虚象，如汽车的观后镜，故C 错误；

D ．凹球面镜，当物体在焦点以内成放大正立的虚象，像和物在面镜的两侧，故D 正确；故选D 。 13．D 【解析】【分析】【详解】

入射角大于折射角，可见介质1为光疏介质，介质2为光密介质，由c

n v

，v f λ=，可知，3与1的频率相等，波速、波长均不等，2与1的波长、频率相等，波速相等，故D 正确ABC 错误。故选D 。 14．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. 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=0

sin 60sin 303故选B 16．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 17．B 【解析】【分析】【详解】

加上液体时光刻胶的曝光波v f λ=

，光在液体中的传播速度为c

v n

=，不加液体时0c λf =联立得

00193nm 134nm 1.44

v c f n c n λλλ=

=?==≈ 故B 正确，ACD 错误。故选B 。 18．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

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 。 19．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．

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

=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

sin C

=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．