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高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册1 光的折射巩固练习
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这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册1 光的折射巩固练习，共23页。试卷主要包含了若某一介质的折射率较大，那么等内容，欢迎下载使用。
1．如图所示，在长方体玻璃砖的底面中心和实心玻璃半球的球心处，分别放有点光源，人从上面观察，看到的像点位置（ ）
A．均在点光源位置B．均在点光源上方
C．玻璃砖的在光源上方，玻璃半球的在光源处D．玻璃砖的在光源处，玻璃半球的在光源上方
2．若某一介质的折射率较大，那么（ ）
A．光由空气射入该介质时折射角较大B．光由空气射入该介质时折射角较小
C．光在该介质中的速度较大D．光在该介质中的速度较小
3．如图所示，一束可光见穿过平行玻璃砖后，分成a、b两束单色光，下列说法正确的是（ ）
A．有可能单色光a是紫光，单色光b是黄光
B．玻璃砖对单色光a的折射率大于对单色光b的折射率
C．从玻璃砖中出射后，单色光a的出射角大于单色光b的出射角
D．单色光a在玻璃砖中的传播速度大于单色光b在玻璃砖中的传播速度
4．如图所示，水平固定放置折射率为的等腰三角形玻璃砖，底角为30°。两束相同的激光在与底边中垂线对称的位置，垂直底边从空气射入玻璃砖，已知光在空气中的传播速度为c，则（ ）
A．光从玻璃砖射出的方向与入射方向夹角为60°
B．光从空气进入玻璃砖时，光子的动量变大
C．光在玻璃砖内的传播速度为
D．光从玻璃到空气的全反射临界角为30°
5．如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由红光和蓝光组成的光从真空沿AO方向从直径面斜射入玻璃，B、C两点为两单色光的射出点，已知从B点射出的单色光由O到B的传播时间为tB，从C点射出的单色光由O到C的传播时间为tC，则( )
A．OC光线为红光，tB＝tC
B．OB光线为红光，tB＝tC
C．OC光线为红光，tB＞tC
D．OB光线为红光，tB＜tC
6．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．介质的折射率约为1.73
C．光在介质中的传播速度约为1.73×108m/sD．反射光线与折射光线成
7．图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（ ）
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
8．一束光从某种介质射入空气中时，入射角，折射角，折射光路如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．此介质折射率为
B．此介质折射率为
C．光在介质中速度比在空气中小
D．当入射角增大时，折射角也增大，但折射率不变
9．如图乙所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将方格纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在方格纸上，然后在方格纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′，画上一条角度合适的直线MO，在直线MO上竖直地插上P1、P2两枚大头针。
①该同学接下来要完成的必要步骤是____；
A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像
B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像
C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3
D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像
②图丙是正确的操作得到的部分光路图，已知OA的长度与OB的长度相等，根据图乙计算此玻璃砖的折射率n=____（保留两位有效数字）。
10．由于地球表面存在大气层，所以人们早晨观察到的日出时刻将提前一段时间，并且由于介质对不同颜色的光的折射率不同，所以人们早晨观察到的日出时刻的光的颜色先后也不同。如图所示为早晨日出时刻的太阳光路示意图。已知地球半径为R，地球周围大气层空气的厚度为h。假设正常天气地球大气层空气的密度均匀，其折射率为n1；雾霾天气地球大气层空气的密度也均匀，折射率增大为n2；太阳光在可见光范围内包含红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光；太阳光可视为平行光且只考虑空气对太阳光的折射作用。则①人们在正常天气的早上最先看到日出时刻的_____光（选填可见光的颜色）；②人们在雾霾天气的早上看到日出时刻的紫光比人们在正常天气的早上看到日出时刻的紫光_____（选填“提前”或“滞后”）一段时间。
11．单色光以入射角射到半径为R、折射率为的透明球体中，并被球内经一次反射后再折射后射出，入射和折射光路如图所示。真空中的光速为。
(1)在图上大致画出光线在球内的路径和方向；
(2)求入射光与出射光之间的夹角；
(3)单色光通过透明球体的时间（用R和表达）。
12．如图所示，一束平行光以的入射角从玻璃射向空气中，折射角为，求：
(1)玻璃的折射率；
(2)光在玻璃中的传播速度。
13．如图，△ABC是一直角三棱镜的横截面，∠A＝90°，∠B＝60°，AB=5cm。一平行于AC的细光束从BC边的D点折射后，射到AC边的E点，发生反射后经AB边的F点射出。EG垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中点，CD=1cm。不计多次反射，光速c=3×108m/s，试求：
（1）该三棱镜的折射率；
（2）光在棱镜内传播的时间。
14．利用半圆柱体玻璃可以使激光聚焦。如图所示，一个半径为R、截面为四分之一圆，位置固定的透明玻璃柱体，一束光沿水平方向从竖直的左表面的M点水平射入，最后射到水平面上的N点。已知。求：
（1）求玻璃柱体对该光的折射率n；
（2）求从M到N的过程中，光在玻璃中的传播时间t1与光在空气中的传播时间t2之比。
15．一光束以与竖直方向成60°角照射到桌面，形成光斑为N。现在桌面上方某处放折射率为n，厚度为h的玻璃砖后，该光束从玻璃砖射出后在M处形成光斑，不考虑多次反射，且玻璃砖上下表面均与桌面平行。现测得M、N之间的距离为，求玻璃砖的折射率。
16．如图，水槽置于正在向左匀速行驶的小车上，水槽长，高，距水面的水槽底部边缘处的光源P发出的激光束，经过水槽中心位置的O点从水面出射后打到距离水槽顶端竖直长度处，求：
(1)水槽内水的折射率。
(2)当小车突然刹车，光源P由于惯性移动了，设光源P发出的激光束的方向不变，则水面稳定后，经过水面出射后的光束打到水槽上的点移动了多远？
17．如图所示，一内侧涂有反光物质的半球形碗，碗内装满酒精溶液。通过调节酒精溶液的浓度使其对某种单射光的折射率现让一束该单色光从碗口中心O左侧某处以53°角射入酒精溶液后，发现其恰好沿竖直方向射出。已知半球形碗的半径为R，单色光在空气中的传播速度为c，碗口液面视为水平，sin53°=0.80，cs53°=0.60，sin18.5°=0.32，cs18.5°=0.95。求:
（i）单色光在酒精溶液中的传播速度；
（ii）单色光入射点距碗口中心的距离x。（保留两位有效数字）
18．如图所示，ABCD为一棱镜的横截面，∠A＝∠B＝90°，∠C＝60°，CD面为镀银的反射面，BC边长为L，一束单色光垂直AB面射入棱镜，从BC面中点P射出后垂直射到与水平方向成30°的光屏MN上，光在真空中速度为c，求：
（1）棱镜材料的折射率；
（2）光束在棱镜中传播的时间．
19．如图，半径为R的半球形玻璃竖直放置，球面与墙面相切于A点。一细束单色光经球心O从空气中射入玻璃体内（入射面即纸面），入射角为45°，出射光线射在墙面上B点处；测得A、B之间的距离为。已知光在空气中的速度为c。
（1）求玻璃的折射率n；
（2）求光线从O点传播到B点所用的时间。
20．光线从空气射入玻璃砖，当入射角为60°时，折射光线与反射光线恰好垂直．求：
(1)该玻璃砖的折射率是多少？
(2)光在该玻璃砖中传播速度是多少？
21．如图所示，真空中一个半径为R、折射率为的透明玻璃半球体，O为球心，轴线水平，位于轴线上O点左侧处的点光源S发出一束与夹角的光线射向半球体，已知光在真空中传播的速度为c。不考虑光线在玻璃半球体圆弧界面上的反射，求：
(1)光线进入玻璃半球体时的折射角r；
(2)光在玻璃半球体内传播的时间t。
22．如图所示，一锐角为的直角三角形玻璃砖水平放置，距离为，单色光从点以与竖直面成的夹角射入玻璃砖，经玻璃砖折射后从点水平射出，求：
(1)玻璃砖的折射率；
(2)光在玻璃砖中的传播时间。
23．图示为一横截面为等腰梯形的容器，容器内装满了水。当一束平行单色光斜射到水面上且与水面的夹角时，恰好可以照射到整个底部，已知容器内水深，水面宽，水的折射率为，取，，光在真空中的传播速度。求：
（1）容器底部的宽度；
（2）光从水面折射后直接射到容器底部的时间（结果保留两位有效数字）。
参考答案
1．C
【详解】
玻璃砖底面中心点光源发出的光，经玻璃表面折射后，折射角大于入射角，人逆着折射光看去，看到的虚像在光源上方，玻璃半球球心处的点光源发出的光射出时不发生偏折，看到的像点仍在光源处
故选C。
2．D
【详解】
AB．由可知，光由空气射入介质时的折射角是由折射率和入射角θ1共同决定，故A、B错误；
CD．由可知，介质的折射率越大，光在该介质中的速度越小，故C错误，D正确。
故选D。
3．D
【详解】
A B．由题图可知，玻璃砖对单色光b的折射率大，因此单色光b的频率大，b光为紫光，a光为黄光，故AB错误；
C．光束由平行玻璃砖一个表面入射时，不论入射角多大，光均能从平行玻璃砖另一平行表面出射，且光线方向与射入玻璃砖前平行，故单色光a的出射角等于单色光b的出射角，故C错误；
D．由可知，单色光a折射率小，在玻璃砖中的传播速度大，故D正确。
故选D。
4．B
【详解】
A．光到达三角形的两侧边时，入射角为30°，小于全反射的临界角，故在两侧边发生折射，由光的折射定律可得
解得，光的反射角为60°，由几何关系可得，光从玻璃砖射出的方向与入射方向夹角为30°，A错误；
B．光从空气进入玻璃砖时，光的速度变小，频率不变，由
可得：光的波长变短，由光的动量公式
可得：光子的动量变大；
B正确；
C．根据介质的折射率与光速的关系可得
解得：；
C错误；
D．设光从玻璃到空气的全反射临界角为，则
则光从玻璃到空气的全反射临界角为，D错误；
故选B。
5．A
【详解】
玻璃对红光的折射率小于对蓝光的折射率，由折射定律知，红光和蓝光以相同的入射角射入玻璃砖时，红光的折射角大，所以OC光线为红光．设任一光线在O点的入射角为i，折射角为r，光在玻璃中传播的路程是s，半圆柱的半径为R.则光在玻璃中的速度为
由几何知识得
s＝2Rcs(90°－r)＝2Rsin r
则光在玻璃传播时间为
由折射定律得
nsin r＝sin i
则得
由题知，入射角i相同，R、c相等，所以时间t相同，即有
tB＝tC
故选A。
6．BC
【详解】
A．因为折射角大于入射角，所以光是从介质射向真空的，故A错误；
B．据折射率公式
故B正确；
C．再由折射率n=，代入数据得
v≈1.73×108m/s
故C正确；
D．反射角等于入射角，则反射角
根据几何关系得反射光线与折射光线的夹角为，故D错误。
故选BC。
7．ABD
【详解】
在光的反射中，入射角等于反射角，入射光线和反射光线分居法线两侧；在光的折射中，折射角与入射角不相等，且分居法线两侧。可知，aO是入射光线，Ob是反射光线，Oc是折射光线
故选ABD。
8．BCD
【详解】
AB．由折射定律可知
解得
A错误，B正确；
C．由知光在介质中速度比在空气中小，C正确；
D．根据折射率的物理意义知当入射角增大时，折射角也增大，但折射率不变，D正确；
故选BCD。
9．BD 1.3或1.4或1.5
【详解】
（1）[1] 确定P3大头针的位置的方法是大头针P3能挡住P1、P2的像，则P3必定在出射光线方向上，所以确定P3大头针的位置的方法是大头针P3能挡住P1、P2的像，确定P4大头针的位置的方法是大头针P4能挡住P3和P1、P2的像。
故选BD。
（2）[2]如图
则折射率
10．紫 提前
【详解】
(1)[1]由可知，折射率越大，在折射角相同的情况下，入射角越大，由于紫光的折射率最大，则紫光的入射角最大，即人们在正常天气的早上最先看到日出时刻的紫光
(2)[2]由可知，折射率越大，在折射角相同的情况下，入射角越大，由于雾霾天气时空气折射率更大，则折射角更大，即能提前看到日出时的紫光
11．(1)；(2)；(3)
【详解】
(1)光路如图所示
(2)由折射定律可知
得
根据几何关系得
(3)单色光在透明球体中的传播速度为
则
所以传播时间
12．(1)；(2)2.12×108m/s
【详解】
(1)光从玻璃射向空气时，入射角为30°，折射角为45°；若光从空气射向玻璃时，入射角为45°，根据光路的可逆性知，折射角一定为30°，由折射定律得，玻璃的折射率为
(2)由折射率与光速的关系得，光在玻璃中的传播速度为
13．（1）；（2）
【详解】
（1）如图所示
由于GE⊥AC，D恰好是CG的中点，根据几何关系可得，为等边三角形，光束在D点发生折射时的折射角
入射角
则该三棱镜的折射率
（2）根据
则光线在直角三棱镜中的传播速度
由于GE⊥AC，D恰好是CG的中点，根据几何关系可得，为等边三角形，则光线在直角三棱镜中的传播距离
光在棱镜内传播的时间
14．（1） ；（2）
【详解】
（1）根据题意作出如图所示辅助线
由几何知识可知
所以
所以
所以由几何知识可知
所以折射率
（2）光在玻璃中的传播速度为，空气中光速为c，所以
即
所以光在玻璃中的传播时间
由几何关系可知
所以光在空气中的传播时间
所以光在玻璃中的传播时间与在空气中的传播时间之比
15．
【详解】
如图做出光路图
设光线、法线与玻璃砖地面交点依次为、、，由光的折射定律
解得
又几何关系可得
解得
16．(1)；(2)
【详解】
(1)根据光路图有
所以
所以
(2)根据光路图有出射光线在水面上的入射点移动2cm，由于水的折射率不变光线的角度没有发生改变，则射到水槽上的点距离水面的距离为
（出射光线在竖直方向上的长度）
17．（i）；（ii）
【详解】
（i）设单色光在酒精溶液中的传播速度为v，有
解得
（ii）设单色光进入酒精时的折射率为，由，得
由几何关系有
解得
18．（1）；（2）
【详解】
（1）根据折射定律可得
（2）根据公式
故传播时间
19．（1）；（2）
【详解】
（1）光路如图所示
由折射定律有
由几何关系可求得
代入解得
（2）光线从O点传播到B点分为两段，第一段在玻璃中传播时
则
第二段在空气中传播时
故光线从O点传播到B点时间为
20．（1）；（2）
【详解】
（1）入射角为60°时，反射角为60°，因为折射光线与反射光线恰好垂直，根据几何关系知，折射角
则玻璃的折射率为
（2）光在玻璃砖中传播的速度
21．(1)；(2)
【详解】
(1)作出光路图如图所示，由几何知识可得，入射角：
由折射定律
代入数据得：
(2)由几何知识可得
在中，由正弦定理
解得：
光在玻璃半球体中传播的距离
光在玻璃中的速度
光在玻璃半球体内传播的时间
22．(1)；(2)
【详解】
(1)如图所示入射单色光的折射光路图，
由几何关系可知
，
根据对称性和几何关系
由折射定律有
(2)光在半球玻璃砖中的传播速度
由几何关系可知
光在半球玻璃砖中的传播时间
23．（1）；（2）
【详解】
（1）根据折射定律有，其中入射角为
解得折射角为
光恰好照射到整个底部，根据几何关系可知，容器侧面与水平方向的夹角为，则
解得
容器底部宽度
；
（2）根据几何关系可知，光从水面射到底部通过的距离等于侧面的长度，则有
其中
且光在水里的传播速度为
联立解得
1．如图所示，在长方体玻璃砖的底面中心和实心玻璃半球的球心处，分别放有点光源，人从上面观察，看到的像点位置（ ）
A．均在点光源位置B．均在点光源上方
C．玻璃砖的在光源上方，玻璃半球的在光源处D．玻璃砖的在光源处，玻璃半球的在光源上方
2．若某一介质的折射率较大，那么（ ）
A．光由空气射入该介质时折射角较大B．光由空气射入该介质时折射角较小
C．光在该介质中的速度较大D．光在该介质中的速度较小
3．如图所示，一束可光见穿过平行玻璃砖后，分成a、b两束单色光，下列说法正确的是（ ）
A．有可能单色光a是紫光，单色光b是黄光
B．玻璃砖对单色光a的折射率大于对单色光b的折射率
C．从玻璃砖中出射后，单色光a的出射角大于单色光b的出射角
D．单色光a在玻璃砖中的传播速度大于单色光b在玻璃砖中的传播速度
4．如图所示，水平固定放置折射率为的等腰三角形玻璃砖，底角为30°。两束相同的激光在与底边中垂线对称的位置，垂直底边从空气射入玻璃砖，已知光在空气中的传播速度为c，则（ ）
A．光从玻璃砖射出的方向与入射方向夹角为60°
B．光从空气进入玻璃砖时，光子的动量变大
C．光在玻璃砖内的传播速度为
D．光从玻璃到空气的全反射临界角为30°
5．如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由红光和蓝光组成的光从真空沿AO方向从直径面斜射入玻璃，B、C两点为两单色光的射出点，已知从B点射出的单色光由O到B的传播时间为tB，从C点射出的单色光由O到C的传播时间为tC，则( )
A．OC光线为红光，tB＝tC
B．OB光线为红光，tB＝tC
C．OC光线为红光，tB＞tC
D．OB光线为红光，tB＜tC
6．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．介质的折射率约为1.73
C．光在介质中的传播速度约为1.73×108m/sD．反射光线与折射光线成
7．图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（ ）
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
8．一束光从某种介质射入空气中时，入射角，折射角，折射光路如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．此介质折射率为
B．此介质折射率为
C．光在介质中速度比在空气中小
D．当入射角增大时，折射角也增大，但折射率不变
9．如图乙所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将方格纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在方格纸上，然后在方格纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′，画上一条角度合适的直线MO，在直线MO上竖直地插上P1、P2两枚大头针。
①该同学接下来要完成的必要步骤是____；
A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像
B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像
C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3
D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像
②图丙是正确的操作得到的部分光路图，已知OA的长度与OB的长度相等，根据图乙计算此玻璃砖的折射率n=____（保留两位有效数字）。
10．由于地球表面存在大气层，所以人们早晨观察到的日出时刻将提前一段时间，并且由于介质对不同颜色的光的折射率不同，所以人们早晨观察到的日出时刻的光的颜色先后也不同。如图所示为早晨日出时刻的太阳光路示意图。已知地球半径为R，地球周围大气层空气的厚度为h。假设正常天气地球大气层空气的密度均匀，其折射率为n1；雾霾天气地球大气层空气的密度也均匀，折射率增大为n2；太阳光在可见光范围内包含红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光；太阳光可视为平行光且只考虑空气对太阳光的折射作用。则①人们在正常天气的早上最先看到日出时刻的_____光（选填可见光的颜色）；②人们在雾霾天气的早上看到日出时刻的紫光比人们在正常天气的早上看到日出时刻的紫光_____（选填“提前”或“滞后”）一段时间。
11．单色光以入射角射到半径为R、折射率为的透明球体中，并被球内经一次反射后再折射后射出，入射和折射光路如图所示。真空中的光速为。
(1)在图上大致画出光线在球内的路径和方向；
(2)求入射光与出射光之间的夹角；
(3)单色光通过透明球体的时间（用R和表达）。
12．如图所示，一束平行光以的入射角从玻璃射向空气中，折射角为，求：
(1)玻璃的折射率；
(2)光在玻璃中的传播速度。
13．如图，△ABC是一直角三棱镜的横截面，∠A＝90°，∠B＝60°，AB=5cm。一平行于AC的细光束从BC边的D点折射后，射到AC边的E点，发生反射后经AB边的F点射出。EG垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中点，CD=1cm。不计多次反射，光速c=3×108m/s，试求：
（1）该三棱镜的折射率；
（2）光在棱镜内传播的时间。
14．利用半圆柱体玻璃可以使激光聚焦。如图所示，一个半径为R、截面为四分之一圆，位置固定的透明玻璃柱体，一束光沿水平方向从竖直的左表面的M点水平射入，最后射到水平面上的N点。已知。求：
（1）求玻璃柱体对该光的折射率n；
（2）求从M到N的过程中，光在玻璃中的传播时间t1与光在空气中的传播时间t2之比。
15．一光束以与竖直方向成60°角照射到桌面，形成光斑为N。现在桌面上方某处放折射率为n，厚度为h的玻璃砖后，该光束从玻璃砖射出后在M处形成光斑，不考虑多次反射，且玻璃砖上下表面均与桌面平行。现测得M、N之间的距离为，求玻璃砖的折射率。
16．如图，水槽置于正在向左匀速行驶的小车上，水槽长，高，距水面的水槽底部边缘处的光源P发出的激光束，经过水槽中心位置的O点从水面出射后打到距离水槽顶端竖直长度处，求：
(1)水槽内水的折射率。
(2)当小车突然刹车，光源P由于惯性移动了，设光源P发出的激光束的方向不变，则水面稳定后，经过水面出射后的光束打到水槽上的点移动了多远？
17．如图所示，一内侧涂有反光物质的半球形碗，碗内装满酒精溶液。通过调节酒精溶液的浓度使其对某种单射光的折射率现让一束该单色光从碗口中心O左侧某处以53°角射入酒精溶液后，发现其恰好沿竖直方向射出。已知半球形碗的半径为R，单色光在空气中的传播速度为c，碗口液面视为水平，sin53°=0.80，cs53°=0.60，sin18.5°=0.32，cs18.5°=0.95。求:
（i）单色光在酒精溶液中的传播速度；
（ii）单色光入射点距碗口中心的距离x。（保留两位有效数字）
18．如图所示，ABCD为一棱镜的横截面，∠A＝∠B＝90°，∠C＝60°，CD面为镀银的反射面，BC边长为L，一束单色光垂直AB面射入棱镜，从BC面中点P射出后垂直射到与水平方向成30°的光屏MN上，光在真空中速度为c，求：
（1）棱镜材料的折射率；
（2）光束在棱镜中传播的时间．
19．如图，半径为R的半球形玻璃竖直放置，球面与墙面相切于A点。一细束单色光经球心O从空气中射入玻璃体内（入射面即纸面），入射角为45°，出射光线射在墙面上B点处；测得A、B之间的距离为。已知光在空气中的速度为c。
（1）求玻璃的折射率n；
（2）求光线从O点传播到B点所用的时间。
20．光线从空气射入玻璃砖，当入射角为60°时，折射光线与反射光线恰好垂直．求：
(1)该玻璃砖的折射率是多少？
(2)光在该玻璃砖中传播速度是多少？
21．如图所示，真空中一个半径为R、折射率为的透明玻璃半球体，O为球心，轴线水平，位于轴线上O点左侧处的点光源S发出一束与夹角的光线射向半球体，已知光在真空中传播的速度为c。不考虑光线在玻璃半球体圆弧界面上的反射，求：
(1)光线进入玻璃半球体时的折射角r；
(2)光在玻璃半球体内传播的时间t。
22．如图所示，一锐角为的直角三角形玻璃砖水平放置，距离为，单色光从点以与竖直面成的夹角射入玻璃砖，经玻璃砖折射后从点水平射出，求：
(1)玻璃砖的折射率；
(2)光在玻璃砖中的传播时间。
23．图示为一横截面为等腰梯形的容器，容器内装满了水。当一束平行单色光斜射到水面上且与水面的夹角时，恰好可以照射到整个底部，已知容器内水深，水面宽，水的折射率为，取，，光在真空中的传播速度。求：
（1）容器底部的宽度；
（2）光从水面折射后直接射到容器底部的时间（结果保留两位有效数字）。
参考答案
1．C
【详解】
玻璃砖底面中心点光源发出的光，经玻璃表面折射后，折射角大于入射角，人逆着折射光看去，看到的虚像在光源上方，玻璃半球球心处的点光源发出的光射出时不发生偏折，看到的像点仍在光源处
故选C。
2．D
【详解】
AB．由可知，光由空气射入介质时的折射角是由折射率和入射角θ1共同决定，故A、B错误；
CD．由可知，介质的折射率越大，光在该介质中的速度越小，故C错误，D正确。
故选D。
3．D
【详解】
A B．由题图可知，玻璃砖对单色光b的折射率大，因此单色光b的频率大，b光为紫光，a光为黄光，故AB错误；
C．光束由平行玻璃砖一个表面入射时，不论入射角多大，光均能从平行玻璃砖另一平行表面出射，且光线方向与射入玻璃砖前平行，故单色光a的出射角等于单色光b的出射角，故C错误；
D．由可知，单色光a折射率小，在玻璃砖中的传播速度大，故D正确。
故选D。
4．B
【详解】
A．光到达三角形的两侧边时，入射角为30°，小于全反射的临界角，故在两侧边发生折射，由光的折射定律可得
解得，光的反射角为60°，由几何关系可得，光从玻璃砖射出的方向与入射方向夹角为30°，A错误；
B．光从空气进入玻璃砖时，光的速度变小，频率不变，由
可得：光的波长变短，由光的动量公式
可得：光子的动量变大；
B正确；
C．根据介质的折射率与光速的关系可得
解得：；
C错误；
D．设光从玻璃到空气的全反射临界角为，则
则光从玻璃到空气的全反射临界角为，D错误；
故选B。
5．A
【详解】
玻璃对红光的折射率小于对蓝光的折射率，由折射定律知，红光和蓝光以相同的入射角射入玻璃砖时，红光的折射角大，所以OC光线为红光．设任一光线在O点的入射角为i，折射角为r，光在玻璃中传播的路程是s，半圆柱的半径为R.则光在玻璃中的速度为
由几何知识得
s＝2Rcs(90°－r)＝2Rsin r
则光在玻璃传播时间为
由折射定律得
nsin r＝sin i
则得
由题知，入射角i相同，R、c相等，所以时间t相同，即有
tB＝tC
故选A。
6．BC
【详解】
A．因为折射角大于入射角，所以光是从介质射向真空的，故A错误；
B．据折射率公式
故B正确；
C．再由折射率n=，代入数据得
v≈1.73×108m/s
故C正确；
D．反射角等于入射角，则反射角
根据几何关系得反射光线与折射光线的夹角为，故D错误。
故选BC。
7．ABD
【详解】
在光的反射中，入射角等于反射角，入射光线和反射光线分居法线两侧；在光的折射中，折射角与入射角不相等，且分居法线两侧。可知，aO是入射光线，Ob是反射光线，Oc是折射光线
故选ABD。
8．BCD
【详解】
AB．由折射定律可知
解得
A错误，B正确；
C．由知光在介质中速度比在空气中小，C正确；
D．根据折射率的物理意义知当入射角增大时，折射角也增大，但折射率不变，D正确；
故选BCD。
9．BD 1.3或1.4或1.5
【详解】
（1）[1] 确定P3大头针的位置的方法是大头针P3能挡住P1、P2的像，则P3必定在出射光线方向上，所以确定P3大头针的位置的方法是大头针P3能挡住P1、P2的像，确定P4大头针的位置的方法是大头针P4能挡住P3和P1、P2的像。
故选BD。
（2）[2]如图
则折射率
10．紫 提前
【详解】
(1)[1]由可知，折射率越大，在折射角相同的情况下，入射角越大，由于紫光的折射率最大，则紫光的入射角最大，即人们在正常天气的早上最先看到日出时刻的紫光
(2)[2]由可知，折射率越大，在折射角相同的情况下，入射角越大，由于雾霾天气时空气折射率更大，则折射角更大，即能提前看到日出时的紫光
11．(1)；(2)；(3)
【详解】
(1)光路如图所示
(2)由折射定律可知
得
根据几何关系得
(3)单色光在透明球体中的传播速度为
则
所以传播时间
12．(1)；(2)2.12×108m/s
【详解】
(1)光从玻璃射向空气时，入射角为30°，折射角为45°；若光从空气射向玻璃时，入射角为45°，根据光路的可逆性知，折射角一定为30°，由折射定律得，玻璃的折射率为
(2)由折射率与光速的关系得，光在玻璃中的传播速度为
13．（1）；（2）
【详解】
（1）如图所示
由于GE⊥AC，D恰好是CG的中点，根据几何关系可得，为等边三角形，光束在D点发生折射时的折射角
入射角
则该三棱镜的折射率
（2）根据
则光线在直角三棱镜中的传播速度
由于GE⊥AC，D恰好是CG的中点，根据几何关系可得，为等边三角形，则光线在直角三棱镜中的传播距离
光在棱镜内传播的时间
14．（1） ；（2）
【详解】
（1）根据题意作出如图所示辅助线
由几何知识可知
所以
所以
所以由几何知识可知
所以折射率
（2）光在玻璃中的传播速度为，空气中光速为c，所以
即
所以光在玻璃中的传播时间
由几何关系可知
所以光在空气中的传播时间
所以光在玻璃中的传播时间与在空气中的传播时间之比
15．
【详解】
如图做出光路图
设光线、法线与玻璃砖地面交点依次为、、，由光的折射定律
解得
又几何关系可得
解得
16．(1)；(2)
【详解】
(1)根据光路图有
所以
所以
(2)根据光路图有出射光线在水面上的入射点移动2cm，由于水的折射率不变光线的角度没有发生改变，则射到水槽上的点距离水面的距离为
（出射光线在竖直方向上的长度）
17．（i）；（ii）
【详解】
（i）设单色光在酒精溶液中的传播速度为v，有
解得
（ii）设单色光进入酒精时的折射率为，由，得
由几何关系有
解得
18．（1）；（2）
【详解】
（1）根据折射定律可得
（2）根据公式
故传播时间
19．（1）；（2）
【详解】
（1）光路如图所示
由折射定律有
由几何关系可求得
代入解得
（2）光线从O点传播到B点分为两段，第一段在玻璃中传播时
则
第二段在空气中传播时
故光线从O点传播到B点时间为
20．（1）；（2）
【详解】
（1）入射角为60°时，反射角为60°，因为折射光线与反射光线恰好垂直，根据几何关系知，折射角
则玻璃的折射率为
（2）光在玻璃砖中传播的速度
21．(1)；(2)
【详解】
(1)作出光路图如图所示，由几何知识可得，入射角：
由折射定律
代入数据得：
(2)由几何知识可得
在中，由正弦定理
解得：
光在玻璃半球体中传播的距离
光在玻璃中的速度
光在玻璃半球体内传播的时间
22．(1)；(2)
【详解】
(1)如图所示入射单色光的折射光路图，
由几何关系可知
，
根据对称性和几何关系
由折射定律有
(2)光在半球玻璃砖中的传播速度
由几何关系可知
光在半球玻璃砖中的传播时间
23．（1）；（2）
【详解】
（1）根据折射定律有，其中入射角为
解得折射角为
光恰好照射到整个底部，根据几何关系可知，容器侧面与水平方向的夹角为，则
解得
容器底部宽度
；
（2）根据几何关系可知，光从水面射到底部通过的距离等于侧面的长度，则有
其中
且光在水里的传播速度为
联立解得
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