高考物理光的折射试题经典1.docx

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高考物理光的折射试题经典1

高考物理光的折射试题经典

（1）

一、光的折射选择题

1．小明同学利用插针法测量半圆柱形玻璃砖的折射率。

如图所示，他在白纸上作一直线MN以及它的垂线AB，玻璃砖的圆心为O，其底边与直线MN对齐，在垂线AB上插两枚大头针P1和P2。

小明在半圆柱形玻璃砖右侧区域内无法观察到P1、P2沿AB方向射出的光线，若要观察到，应将玻璃砖的位置作适当调整，下列说法正确的是（　　）

A．沿MN向M端平移适当距离

B．沿MN向N端平移适当距离

C．向左平移适当距离

D．向右平移适当距离

2．如图所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单光色，取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是（　　）

A．a光的频率最低

B．在真空中b光的波长最长

C．玻璃对c光的折射率最大

D．在三棱镜中c光传播速度最大

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．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

，入射光与AB界面夹角为45°，光经三棱镜后到达与BC界面平行的光屏PQ上，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

6．2019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

7．如图所示，把由同种材料（玻璃）制成的厚度为d的立方体A和半径为d的半球体B分别放在报纸上，从正上方（对B来说是最高点）竖直向下分别观察A、B中心处报纸上的字，下面的说法正确的是（　　）．

A．看到A中的字比B中的字高

B．看到B中的字比A中的字高

C．看到A、B中的字一样高

D．A中的字比没有玻璃时的高，B中的字和没有玻璃时的一样

8．人的眼球可简化为如图所示的模型。

折射率相同、半径不同的两个球体共轴。

平行光束宽度为D，对称地沿轴线方向射入半径为R的小球，会聚在轴线上的P点。

取球体的折射率为

，且D=

。

则光线的会聚角α为（　　）

A．30°B．45°C．60°D．75°

9．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

10．如图，一横截面为直角三角形MNP的玻璃棱镜，

，此截面内，一束平行光以

入射角射到MN边上，经折射后由MP边射出，出射光束与NP边平行，则该棱镜的折射率为（　　）

A．

B．1.5C．

D．2

11．一个等腰直角三棱镜的截面如图所示，一细束蓝光从AC面的P点沿平行底面AB方向射入棱镜后，经AB面反射，再从BC面的Q点射出，且有PQ∥AB（图中未画光在棱镜内的光路）．如果将一细束绿光仍从P点沿平行底面AB方向射入三棱镜，则从BC面射出的光线

A．仍从Q点射出，出射光线平行于AB

B．仍从Q点射出，出射光线不平行于AB

C．可能从Q′点射出，出射光线平行于AB

D．可能从O″点射出，出射光线平行于AB

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．光线从折射率为

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．

14．已知天然材料的折射率都为正值（

）。

近年来，人们针对电磁波某些频段设计的人工材料，可以使折射率为负值（

），称为负折射率介质。

电磁波从正折射率介质入射到负折射介质时，符合折射定律，但折射角为负，即折射线与入射线位于界面法线同侧，如图所示。

点波源S发出的电磁波经一负折射率平板介质后，在另一侧成实像。

如图2所示，其中直线SO垂直于介质平板，则图中画出的4条折射线（标号为1、2、3、4）之中，正确的是（　　）

A．1B．2C．3D．4

15．如图所示，P是一束含有两种单色光的光线，沿图示方向射向半圆形玻璃砖的圆心O，折射后分成a、b两束光线，则下列说法中正确的是（　　）

A．a光频率小于b光频率

B．在玻璃砖中传播的时间a光比b光长

C．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率

D．若让玻璃砖在纸面内绕O点逆时针转动180°，P光线保持不变，则a、b两束光线也保持不变

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．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

，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．AB．BC．CD．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va＞vb

B．该棱镜对光的折射率na＞nb

C．通过棱镜的时间ta＞tb

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

【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除

一、光的折射选择题

1．A

【解析】

【分析】

【详解】

光线P1P2垂直于界面进入半圆柱形玻璃砖后，到达圆弧面上的入射角大于临界角，发生全反射现象，光不能从圆弧面折射出来，要使光能从圆弧面折射出来，则需要向上移动半圆柱形玻璃砖，即将半圆柱形玻璃砖沿MN向M平移适当距离，使到达圆弧面上光线的入射角i小于临界角则可以射出，如图所示，而将半圆柱形玻璃砖平行MN向左或向右平移适当距离，不会改变光在MN圆弧面上的入射角，光仍然发生全反射，故A正确，BCD错误。

故选A。

2．AC

【解析】

【分析】

【详解】

AB．由光路图可知，a光的偏折程度最小，则a光的折射率最小，a光的频率最低，据

知，a光在真空中波长最长，故A项正确，B项错误；

CD．由光路图可知，c光的偏折程度最大，c光的折射率最大；根据

，c光在棱镜中传播速度最小，故C项正确，D项错误。

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．ABD

【解析】

【详解】

AB.如图所示，由折射率公式

，

可知

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i=45°，因此光束的偏向角为30°，且两束光平行，故A正确，B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。

6．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.

7．AD

【解析】

【分析】

【详解】

如下图所示，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。

故选AD。

8．A

【解析】

【分析】

【详解】

设入射角为i，折射角为r，由几何关系得

由折射定律有

由几何关系有

联立解得

α=30°

故A正确，BCD错误。

故选A。

9．BC

【解析】

【分析】

【详解】

AB．由

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

，则折射角为

；而光由B进入C时，入射角为

，折射角为

，由此比较可知，介质C的折射率最大；A错误，B正确；

BC．根据

，得

，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。

10．C

【解析】

【分析】

【详解】

作出光路图如图所示

光线在NM上折射时，由折射定律有

光线在MP边上折射时，由折射定律有

根据几何关系有

，

联立解得

C正确，ABD错误。

故选C。

11．D

【解析】

【分析】

【详解】

蓝光的折射率大，在AC面上偏折得更厉害，绿光折射率小，在AC面上偏折的角度小，出射点向下偏，所以可能在

点射出，根据几何关系得，在BC面上的入射角和在AC面上的折射角相等，根据折射定律，通过光的可逆性，知出射光线仍然与AB平行，故D正确，A、B、C错误．

【点睛】

蓝光的折射率大于绿光的折射率，根据折射定律判断在AC面上折射角的大小，根据几何关系确定在BC面上的入射角，从而确定出射点以及出射角的大小．

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

故B错误，C正确；

D．减小入射角，则折射角减小β，x1增大，故D正确。

本题选不正确的，故选B。

13．C

【解析】

【分析】

【详解】

先根据sinC＝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

14．D

【解析】

【分析】

【详解】

ABCD．由题，点波源S发出的电磁波经一负折射率平板介质后，折射光线与入射光线在法线的同一侧，所以不可能是光学1或2；根据光线穿过两侧平行的介质后的特点：

方向与开始时的方向相同，所以光线3出介质右侧后，根据折射光线与入射光线在法线同侧这一条件，光线将无法汇聚形成实像；光线4才能满足“同侧”+“成实像”的条件，所以折射光线4可能是正确的，光线3是错误的，由以上的分析可知，ABC错误D正确。

故选D。

15．B

【解析】

【分析】

【详解】

AC．由图看出a光的偏折程度大于b光，所以根据折射定律得知：

玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，折射率大则频率大，则a光的频率大，AC错误；

B．根据公式

可知a光的折射率较大，则在玻璃砖中，a光的速度小于b光的速度，则在玻璃砖中传播的时间a光比b光长，B正确；

D．旋转前，发生折射过程是由玻璃射向空气中，而旋转180°后，发生的折射过程是由空气射向玻璃，故光线会发生变化，D错误。

故选B。

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

，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

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

公式分析光进入不同介质中的传播速度．

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

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

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

，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

，故选项B错误；

C、a光的折射率小于b光的折射率，根据

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

，故选项C错误；

D、根据

，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

，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．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；