第四章光的折射和全反射单元复习与检测--2021_2022 学年 高二上学期物理鲁科版（2019）选择性必修一 练习 一、单选题，共 10 小题 1．同学们在学习光学知识的过程中形成了如下一些认识： ① 光年是一个非常大的时间单位； ②“坐井观天，所见甚小”隐含了光的直线传播原理； ③ 平静湖面上的“倒影”，说明平面镜成“与物等大正立的像”的规律不成立； ④ 透过窗玻璃看到窗外的树，看到的是树的虚像； ⑤ 色散的实质是光的折射对这些说法正误的判断，都正确的是（　　） A．①②③④⑤，都正确 B．②④⑤正确，①③错误 C．①②④⑤正确，③错误 D．②③⑤正确，①④错误 2．如图所示，在空气中有一直角棱镜 ABC ， �A  30 ，一束单色光从 AB 边射入棱镜， o o 入射角为 45 ，垂直于 BC 边射出，则该棱镜的折射率为（　　） 2 A． 2 B． 2 C．1.5 D． 3 3．7 月 2 日中午时分，太阳光几乎是直射我市，此时在高速公路上有很多汽车在行驶。 八年级学生小明坐在爸爸车内，发现前车后窗玻璃反射的太阳光，总是能够射入他的 眼中，很刺眼。爸爸改变车道行驶，就好多了，请你根据所学的知识判断当时前车是 哪种车型（　　） A． B． C． D． 4．如上图所示为一梯形玻璃砖，A、B、C、D 为外表面四个顶点，将用“插针法”测此 玻璃砖的折射率，实验时操作较为规范的是 __________ A．可直接用手抓 AB、CD 所在的上、下侧面 B．用铅笔直接紧靠 CD 所在的面画边界线 C．移动玻璃砖应用手捏 A、D（或 B、C）所在的棱 D．只能用平行的 、 所在的上下侧面测折射率 5．一底面半径为 R 的半圆柱形透明体的折射率为 n 3 ，其横截面如图所示，O 表 示半圆柱形横截面的圆心。一束极窄的光束从 AOB 边上的 A 点以与竖直方向成 60°角 入射，已知真空中的光速为 c，则光从进入透明体到第一次离开透明体所经历的时间为 （　　） A． R c B． nR c C． 3R c D． 3nR c 6．湖面上有一伸向水面的观景台，如图所示是截面图，观景台下表面恰好和水面相平， A 为观景台右侧面在湖底的投影，水深 h＝4 m，在距观景台右侧面 x＝4 m 处有一可沿 竖直方向上下移动的单色点光源 S，点光源 S 可从距水面高 3 m 处下移到接近水面，在 移动过程中，观景台水下被照亮的最远距离为 AC，最近距离为 AB，若 AB＝3 m，则 （　　） 5 A．水的折射率 n= 3 B．水的折射率 n=1.5 C．光能照亮的最远距离 AC= 12 7 7 m D．光能照亮的最远距离 AC=4 7 m 7．如图是小明在春游时在水边看到的美景，下图中能正确反映他看到水中“树木”的光 路图是（ A． ） B． C． D． 8．如图所示，汽车防弹玻璃的折射率为 3 ，其厚度为 30mm，一束激光射向防弹玻 璃，入射光线与玻璃界面成 30�角，则激光第一次从玻璃另一界面射出的时间为（　 　） A． 0.5 �1010 s B． 1�1010 s C． 2 �1010 s D． 4 �1010 s 9．如图甲为一种检测油深度的油量计油量计竖直固定在油桶内，当入射光竖直向下照 射时，通过观察油桶上方的矩形窗口亮暗两个区域可确定油图乙是油量计结构图，它 是一块锯齿形的透明塑料，锯齿形的底是一个等腰直角三角形，最右边的锯齿刚接触 到油桶的底部，已知透明塑料的折射率小于油的折射率，则下列说法正确的是（　 　） A．透明塑料的折射率应小于 2 B．塑料锯齿和油的界面处发生全反射形成暗区 C．油量增加时，亮区范围变大 D．对于透明塑料和油来说，油是光密介质 10．汽车氙气大灯（前照灯）通常需要透镜（近似看作半球形玻璃砖）才能达到更好 的照明效果，保证行车安全。如图是某汽车所用的透镜，图中 MN 为透镜的直径，两 单色光 A、B 照射到圆心 O 上，出射光线都沿 OP 方向。下列说法正确的是（　 　） A．若 A、B 两单色光以相同入射角照射到某一界面，只有一种单色光发生了全反射， 则该单色光一定是 B 光 B．不考虑反射，B 光在玻璃中传播的时间比 A 光的短 C．若分别用 A、B 光照射某金属，只有一种单色光能产生光电效应，则该光一定是 A 光 D．若 A、B 两单色光经同样的装置做“双缝干涉”实验，A 光的条纹间距小 二、多选题，共 3 小题 11．光从某介质射入空气，入射角 θ1 从零开始增大到某一值的过程中，折射角 θ2 也随 之增大，则下列说法正确的是（　　） 1 A．比值  2 不变 sin1 B．比值 sin 2 不变 sin1 C．比值 sin 2 是一个大于 1 的常数 sin1 D．比值 sin 2 是一个小于 1 的常数 12．如图，一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为 θ，经折射后射出 a、b 两束光线，则（　　） A．在玻璃中，a 光的传播速度小于 b 光的传播速度 B．在真空中，a 光的波长小于 b 光的波长 C．玻璃砖对 a 光的折射率小于对 b 光的折射率 D．若改变光束的入射方向使 θ 角逐渐变大，则折射光线 a 首先消失 13．光从某介质射入空气，入射角 θ1 从零开始增大到某一值的过程中，折射角 θ2 也随 之增大，则下列说法正确的是（　　） 1 A．比值  2 不变 sin1 B．比值 sin 2 不变 sin1 C．比值 sin 2 是一个大于 1 的常数 sin1 D．比值 sin 2 是一个小于 1 的常数 三、填空题，共 4 小题 14．一束光从某介质进入真空，方向如图 1 所示，则该介质的折射率为________；逐 渐增大入射角，光线将________（填“能”或“不能”）发生全反射；若使光发生全反射， 应使光从________射入________，且入射角大于等于________。 15．某学习小组通过实验测定一截面为半圆形玻璃砖的折射率 n。它们用激光笔从玻 璃砖一侧照射，在另一侧可以观察到折射光线。如图甲所示，是某次实验中标注的光 线传播路径，O 是圆心，MN 是法线，AO、BO 分别代表两条光线。改变照射角度测得 多组入射角 1 和折射角 1 ，作出 sin 1  sin  2 的 2 图象如图乙所示。根据乙图信息可知， 光线___________（选填“AO”、“BO”）是入射光线，该透明材料的折射率 n=___________。若将该材料做成长 200km 的光导纤维，此激光在光导纤维中传播的 最长时间为___________s。（已知光在真空中传播速度 c=3×108m/s） 16．图示为一透明柱状介质的横截面图，三角形 ABC 为直角三角形。一细束红光 PD 从 AC 边中点 D 射到 AC，折射后的光线经 CB 恰好发生全反射。已知 AC=L，∠PDA=30°，光在真空中的速度大小为 c，则该介质对红光的折射率为_______ ____，红光从 D 传播到 CB 所用的时间为___________。 17．如图所示，一底面半径为 R 的半圆柱形玻璃砖平放在水平面上，O 为横截面的圆 心， AB 面涂有反光材料， BC 为一个与玻璃砖相切于 B 点的屏，一束极细的单色光以 � 平行于 BC 的方向照射到玻璃砖上的 D 点， OD 与 AB 的夹角   30 ，光线在 AB 面反射 后经过 E 点射出玻璃砖， OE  AB ，已知光在真空中的传播速度为 c。光线在玻璃砖 内传播的时间为________，光线在屏上的光斑离 B 点的距离为________。 四、解答题，共 4 小题 18．某同学用一种透明介质制作的三棱镜来改变一束平行光的光路。如图，三棱镜的 横截面为直角三角形 ABC ， �A  60�， �C  30�， AB  10cm 。一束平行光以 60°入 射角射向 AB 边，A 和 B 两点均有光线照射；光线在 BC 边发生全反射后从 AC 边射出， 射出方向与 BC 边平行（不考虑多次反射）。 （ⅰ）求三棱镜的折射率； （ⅱ） AC 边有光线射出的长度。 19．如图所示，一装满水的水槽放在太阳光下，将平面镜 M 斜放入水中，调整其倾斜 角度，使一束太阳光从 O 点经水面折射和平面镜反射，然后经水面折射回到空气中， 最后射到槽左侧上方的屏幕 N 上，即可观察到彩色光带。如果逐渐增大平面镜的倾角 θ，各色光将陆续消失。已知所有光线均在同一竖直平面。 （1）从屏幕上最后消失的是哪种色光；（不需要解释） （2）如果射向水槽的光线与水面成 30°，当平面镜 M 与水平面夹角 θ=45°时，屏幕上 的彩色光带恰好全部消失，求对于最后消失的那种色光，水的折射率。 20．半径为 R 的半球形玻璃砖放在水平地面上，其过圆心的竖直截面如图所示。AB 为 圆的水平直径，在 A 点嵌入一个点光源（大小忽略不计），由 A 点向圆弧面上发射平 行于圆面的光线，发现照射到圆弧上 C 点光线的出射光线与 AB 平行，C 到 AB 的距离 3 为 2 R，求： （1）玻璃砖对光的折射率； （2）截面圆弧上没有光射出部分的弧所对的弦长。 21．如图所示，在水面下方 h= 7 m 处有一个与水面平行的细发光管 AB，AB 长 L=1.0m。由 A 点发出的某条光线射到水面的入射角为 37°时，其折射光与水面夹角也 为 37°，已知 sin37°=0.6， cos37°=0.8。 求∶ （1）水对此单色光的折射率 n； （2）水面上有光线射出的区域而积 S。 参考答案 1．B 【详解】 ① 光年是一个非常大的长度单位，①错误； ②“坐井观天，所见甚小”隐含了光的直线传播原理；②正确； ③ 平静湖面上的“倒影”，说明平面镜成“与物等大正立关于镜面对称的像”的规律依然成立； ③错误； ④ 透过窗玻璃看到窗外的树，看到的是树通过玻璃所成的虚像；④正确； ⑤ 色散的实质是不同的色光折射率不同从而出现色散现象，⑤正确。 故正确的选 B。 2．B 【详解】 如图所示 由几何关系得 i�  60o ， i  30o 则该棱镜的折射率为 n sin 45o  2 sin 30o 故选 B。 3．A 【详解】 中午时分，光线以垂直于地面的方向射向前车的后窗玻璃，并水平射入小明所乘车内，如 图所示，由光的反射规律可知，前车后窗玻璃与水平面的夹角为 45°，对比可知，A 正确。 故选 A。 4．C