2022届高考物理选择题专题强化训练：光的折射定律 折射率(北京使用)

这是一份2022届高考物理选择题专题强化训练：光的折射定律 折射率(北京使用)，共14页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题（共15小题；共60分）
1. 如图所示为公园水池中的灯光喷泉，红、蓝灯位于水面下同一深度，从水面上方向下观察，则
A. 红灯看起来比蓝灯深，红灯照亮的水面面积比蓝灯的大
B. 红灯看起来比蓝灯深，红灯照亮的水面面积比蓝灯的小
C. 红灯看起来比蓝灯浅，红灯照亮的水面面积比蓝灯的大
D. 红灯看起来比蓝灯浅，红灯照亮的水面面积比蓝灯的小

2. 下列对光学现象的认识正确的是
A. 阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光的全反射现象
B. 雨后天空中出现的彩虹是光的干涉现象
C. 用白光照射不透明的小圆盘，在圆盘阴影中心出现一个亮斑是光的折射现象
D. 某人潜入游泳池中，仰头看游泳馆天花板上的灯，他看到灯的位置比实际位置高

3. 在水中的潜水员斜看岸边的物体时，看到的物体
A. 比物体所处的实际位置高B. 比物体所处的实际位置低
C. 跟物体所处的实际位置一样高D. 以上三种情况都有可能

4. 有一块玻璃砖，上、下两面光滑且平行，有一束光线从空气射入玻璃砖，下面给出的四个光路图中正确的是
A. B.
C. D.

5. 如图所示，直角三棱镜 ABC 的一个侧面 BC 紧贴在平面镜上，∠BAC = β。从点光源 S 发出的一细光束 SO 射到棱镜的另一侧面 AC 上，适当调整入射光 SO 的方向。当 SO 与 AC 成 α 角时，其折射光与镜面发生一次反射，从 AC 面射出后恰好与 SO 重合，则此棱镜的折射率为
A. csαcsβ B. csαsinβ C. sinαcsβ D. sinαsinβ

6. 一束单色光经空气射入玻璃，这束光的
A. 速度减小，波长变短B. 速度不变，波长变短
C. 频率增大，波长变长D. 频率不变，波长变长

7. 与通常观察到的月全食不同，小虎同学在2012年12月10日晚观看月全食时，看到整个月亮是暗红的。小虎画出了月全食的示意图，如图所示，并提出了如下猜想，其中最为合理的是
A. 地球上有人用红色激光照射月球
B. 太阳照射到地球的红光反射到月球
C. 太阳光中的红光经地球大气层折射到月球
D. 太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹

8. 虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明．两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成 MN 和 PQ 两条彩色光带，光路如图所示．M 、 N 、 P 、 Q 点的颜色分别为
A. 紫、红、红、紫B. 红、紫、红、紫C. 红、紫、紫、红D. 紫、红、紫、红

9. 如图所示，在宽为 0.6 m 的竖直放置的平面镜 MN 旁站立一个人 A，人 A 的眼晴与镜边缘 M 的连线与镜面成 37∘ 角。另一个人 B 的眼晴沿镜中垂线方向移向镜面，当 A，B 恰能在镜中互相看到时，B 距镜面的距离是
A. 0.42 m B. 0.33 m C. 0.22 m D. 0.20 m

10. 空气中一束会聚光束，会聚于一点，如图所示，若在虚线位置插入厚平行玻璃砖时，则会聚点将
A. 在原位置B. 向上移动C. 向下移动D. 向右移动

11. 一个人身高 1.5 m，站在一块竖直的平面镜前，设他的眼晴在头顶下方 0.06 m 处，为了能看到他自已的脚，镜的下缘离地面的最大距离应为
A. 1.44 m B. 0.72 m C. 0.75 m D. 0.36 m

12. 一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上，经两次折射后从玻璃板另一个表面射出，出射光线相对于入射光线侧移了一段距离。在下列情况下，出射光线侧移距离最大的是
A. 红光以 30∘ 的入射角入射B. 红光以 45∘ 的入射角入射
C. 紫光以 30∘ 的入射角入射D. 紫光以 45∘ 的入射角入射

13. 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 sinisinr=n，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. B.
C. D.

14. 现在高速公路上的标志牌都用‘‘回归反光膜”制成，夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目。这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的，如图所示，反光膜内均匀分布着直径为 10 μm 的细玻璃珠，所用铝板玻璃的折射率为 3，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射→反射→再折射后恰好和入射光线平行，那么第一次入射的入射角应是
A. 15∘ B. 30∘ C. 45∘ D. 60∘

15. “B 超”可用于探测人体内脏的病变状况。如图是超声波从肝脏表面入射，经折射与反射，最后从肝脏表面射出的示意图。超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似，可表述为 sinθ1sinθ2=v1v2，v1 、 v2 分别是超声波在肝外和肝内的传播速度），超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同。已知 v2=0.9v1 ，入射点与出射点之间的距离是 d，入射角为 i，肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行，则肿瘤离肝脏表面的深度 h 为
A. 9dsini2100−81sin2i B. d81−100sin2i10sini
C. d81−100sin2i20sini D. d100−81sin2i18sini

二、双项选择题（共12小题；共48分）
16. 如图所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，取其中 a 、 b 、 c 三种色光，下列说法正确的是
A. 若 b 光为绿光，则 c 光可能为蓝光
B. a 、 b 、 c 三种色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小
C. 若分别让 a 、 b 、 c 三色光通过同一双缝干涉装置，则 a 光形成的相邻干涉条纹的间距最小
D. 若让 a 、 b 、 c 三色光以同一入射角从某介质射向空气，b 光恰能发生全反射，则 a 光也一定能发生全反射

17. 已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则两种光
A. 若蓝光照射某金属可以发生光电效应，则红光照射时也一定可以发生光电效应
B. 以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，红光折射角较大
C. 从该玻璃中射入空气发生全反射时，蓝光临界角较大
D. 用同一装置进行双缝干涉实验，蓝光的相邻条纹间距较小

18. 一群处于 n=3 激发态的氢原子向基态跃迁，发出的光以入射角 θ 照射到一块平行玻璃砖 A 上，经玻璃砖 A 后又照射到一块金属板 B 上，如图则下列说法正确的是
A. 入射光经玻璃砖 A 后会分成相互平行的三束光线，从 n=3 直接跃迁到基态发出的光经玻璃砖 A 后的出射光线与入射光线间的距离最小
B. 在同一双缝干涉装置上，从 n=3 直接跃迁到基态发出的光形成的干涉条纹最窄
C. 经玻璃砖 A 后有些光子的能量将减小，但不会在玻璃砖的下表面发生全反射
D. 若从 n=3 能级跃迁到 n=2 能级放出的光子刚好能使金属板 B 发生光电效应，则从 n=2 能级跃迁到基态放出的光子一定能使金属板 B 发生光电效应

19. 关于折射率，下列说法正确的是
A. 根据 n=sinθ1sinθ2 可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比 v
B. 根据 n=sinθ1sinθ2 可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比
C. 根据 n=cv 可知，介质的折射率与光在该介质中的光速成反比
D. 同一频率的光由真空进入某种介质时，折射率与光在介质中的波长成反比

20. 声波从介质Ⅰ进入介质 Ⅱ 的情况如图所示，由图判断下列说法中正确的是
A. 若 i＞r，则介质Ⅰ可能是钢铁，介质Ⅱ可能是空气
B. 若 i＞r，则介质 Ⅰ 可能是空气，介质 Ⅱ可能是水
C. 若 i＞r，则声波在介质 Ⅰ中的传播速度大于声波在介质Ⅱ中的传播速度
D. 在介质Ⅰ中的传播速度 v1 与在介质Ⅱ中的传播速度 v2 满足 v1v2=sinrsini

21. 截面为等腰直角三角形的三棱镜如图甲所示。DE 为嵌在三棱镜内部紧贴 BBʹCʹC 面的线状单色可见光光源，DE 与三棱镜的 ABC 面垂直，D 位于线段 BC 的中点。图乙为图甲中 ABC 面的正视图。三棱镜对该单色光的折射率为 2，只考虑由 DE 直接射向侧面 AAʹCC 的光线。下列说法正确的是
A. 光从 AAʹCʹC 面出射的区域占该侧面总面积的 12
B. 光从 AAʹCʹC 面出射的区域占该侧面总面积的 23
C. 若 DE 发出的单色光频率变小，AAʹCʹC 面有光出射的区域面积将增大
D. 若 DE 发出的单色光频率变小，AAʹCʹC 面有光出射的区域面积将减小

22. 如图所示，在虚线框内有一个光学元件（未画出），细光束 a 入射到该光学元件，经折射后变为 b 、 c 两束单色光，下列说法正确的是
A. 虚线框内的光学元件可能是三棱镜
B. 在此光学元件中 c 光折射率比 b 光大
C. 在同一双缝干涉装置上实验时，b 光比 c 光条纹宽
D. 对同一金属，若 c 光能发生光电效应，则 b 光也一定能

23. 在一次讨论中，老师问道：“假如水中相同深度处有 a 、 b 、 c 三种不同颜色的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，b 在水下的像最深，c 照亮水面的面积比 a 的大。关于这三种光的性质，同学们能做出什么判断?”下列回答正确的是
A. 在水中的传播速度 a 光最大
B. 通过同一玻璃三棱镜时，a 光的偏折程度最大
C. 照射相同的金属板均发生光电效应，c 光使其逸出的光电子最大初动能最大
D. 通过同一装置发生单缝衍射，b 光的中央亮条纹最宽

24. 如图13所示，
图13
有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点.已知入射方向与边AB的夹角为θ=30°， E、F 分别为边AB、BC 的中点，则
A. 该棱镜的折射率为\sqrt{3}
B. 光在F点发生全反射
C. 光从空气进入棱镜，波长变小
D. 从F点出射的光束与入射到E点的光束平行

25.
图11
一玻璃砖横截面如图11所示，其中ABC为直角三角形（AC边未画出），AB为直角边，∠ABC=45°；ADC为一圆弧，其圆心在BC边的中点.此玻璃的折射率为1.5.P为一贴近玻璃砖放置的、与AB边垂直的光屏.若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入玻璃砖，则
A. 从BC边折射出一束宽度与BC边长度相等的平行光
B. 屏上有一亮区，其宽度小于AB边的长度
C. 屏上有一亮区，其宽度等于AC边的长度
D. 当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大

26. 如图，一玻璃柱体的横截面为半圆形。细的单色光束从空气射向柱体的 O 点（半圆的圆心），产生反射光束 1 和透射光束 2。已知玻璃折射率为 3，入射角为 45∘（相应的折射角为 24∘）。现保持入射光不变，将半圆柱绕通过 O 点垂直于图面的轴线顺时针转过 15∘，如图中虚线所示，则
A. 光束 1 转过 15∘B. 光束 1 转过 30∘
C. 光束 2 转过的角度小于 15∘D. 光束 2 转过的角度大于 15∘

27. 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，下面说法中正确的是
A. a 侧是红色光，b 侧是紫色光
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 侧光的传播速率大于 b 侧光的传播速率

三、多项选择题（共3小题；共12分）
28. 如图所示，一玻璃球体的半径为 R，O 为球心，AB 为直径，在球的左侧有一竖直接收屏在 A 点与玻璃球相切。自 B 点发出的光线 BM 在 M 点射出，出射光线平行于 AB，照射在接收屏上的 Q 点。另一光线 BN 恰好在 N 点发生全反射。已知 ∠ABM=30∘，下列说法正确的是
A. 玻璃的折射率为 3
B. 光由 B 传到 M 点与由 M 传到 Q 点所需时间比为 23:1
C. 球心 O 到 BN 的距离为 33R
D. 若 B 点处光源为红光光源，将其替换为绿光光源，则圆弧上恰好发生全反射的点 N 向左移动

29. 如图（a）所示为单缝衍射示意图，图（b）为甲、乙两束单色光分别通过同一装置形成的单缝衍射图样，则
A. 在同种均匀介质中，甲光的波长较长
B. 在同种均匀介质中，甲光的传播速度更大
C. 用同一装置做双缝干涉实验时，在同一光屏上乙光的亮条纹总数更多
D. 当两束单色光从某种介质以相同入射角射向空气时，有可能乙光不发生全反射而甲光发生全反射

30. 我国“可见光通信系统关键技术研究”获得重大突破——可见光通信的实时通信速率已经提高至 50 Gbps，相当于 0.2 s 即可下载一部高清电影。关于可见光，下列说法正确的是
A. 可见光中的红光比紫光的频率低
B. 可见光不属于电磁波
C. 可见光波长越长，越容易发生明显衍射
D. 可见光从空气进入水中后，其频率不变，但是波长变短
答案
第一部分
1. A
【解析】水对红光的折射率小于对蓝光的折射率，从水面上方逆着光线看去，红灯看起来比蓝灯深；设临界角为 C，光照亮的水面范围半径 R=htanC，而 sinC=1n，由于水对红光的折射率小于对蓝光的折射率，故红光的临界角大，红灯照亮水面部分的面积比蓝灯的大。故选A。
2. D
3. A
【解析】根据光的折射定律可知A项正确。
4. D
【解析】由于玻璃砖上、下表面平行，光在上表面的折射角等于下表面的入射角，上表面能够发生折射，则下表面一定能够发生折射，且离开玻璃砖的光线与射向玻璃砖的光线平行，又因为有折射就有反射，故D正确。
5. A
【解析】根据题意可知，光在AC上发生折射，折射光线恰好垂直BC，则由几何关系可知入射角为 π2−α，折射角为 π2−β，根据折射定律可得折射率 n=sinπ2−αsinπ2−β=csαcsβ，选项A正确。
6. A
【解析】光在玻璃中的传播速度为 v=cn，所以光经空气进入玻璃，传播速度减小；由波长、波速和频率三者的关系 v=λf，光经空气进入玻璃，频率 f 不变，波长变短．
7. C
【解析】同种介质对频率大的光折射率大，太阳光中红光的频率最小，经大气层时偏折的程度最小。小明在月全食时，看到月亮呈现暗红色，是因为太阳光中的部分红光经地球大气层折射到月球，故选项C正确。
8. A
【解析】玻璃对红光的折射率最小，对紫光的折射率最大，由折射定律和反射定律可知 M 点为紫色，N 点为红色，P 点为红色，Q 点为紫色，故A项正确．
9. C
【解析】有题知，A，B 要互相看到对方，A 的反射光线恰好进入 B 的眼睛，则 B 到镜面的距离 x=0.62sin37∘=0.22 m
10. C
【解析】光线经过玻璃砖后，出射光线与入射关系平行，如下图所示，可知会聚点向下移到，故C正确，A、B、D错误。
11. B
12. D
【解析】由光的折射率知，从空气到玻璃中，当入射角相同时，红光的折射角小，偏折较小，偏移量就小，A，B错误；对同一种光，入射角大，折射角也大，偏移量就大，故选D
13. B
【解析】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。
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。
14. D
【解析】作光路图如图所示，
设入射角为 θ，折射角为 α，
则 θ＝2α，n＝sinθsinα＝2csα，
则 csα=n2=32，α=30∘，
所以，θ=60∘，故选项D正确。
15. D
【解析】如图所示，由题意知
sinisinr=v1v2=109 ①
由几何关系知 sinr=d2(d2)2+h2 ②
联立①②式解得 h=d100−81sin2i18sini
故选项D正确。
第二部分
16. A， B
【解析】由图知，a 光的偏折角最小，c 光的偏折角最大，则 a 光的折射率最小，c 光的折射率最大，由于绿光的折射率比蓝光的小，所以若 b 光为绿光，则 c 光可能为蓝光，A正确；a 光的折射率最小，c 光的折射率最大，由公式 v=cn 分析可知，a 、 b 、 c 三种光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小，B正确；a 光的波长最长，c 光的波长最短，由 Δx=Ldλ 可知，通过同一双缝干涉装置时，a 光形成的相邻干涉条纹的间距最大，C错误；a 光的折射率最小，c 光的折射率最大，由 sinC=1n 知，a 光的临界角最大，c 光的临界角最小，则若让 a 、 b 、 c 三色光以同一入射角从某介质射向空气，b 光恰能发生全反射，则 a 光一定不能发生全反射，D错误。
17. B， D
【解析】根据题意，蓝光的折射率大，则蓝光的频率大，能量大，波长较短，根据光电效应发生的条件可知，若蓝光照射某金属刚好可以发生光电效应，则红光照射时不能发生光电效应，故A错误；蓝光的折射率大，以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，红光折射角较大，故B正确；从玻璃射入空气发生全反射时的临界角公式 sinC=1n 可知，红光的折射率小，临界角较大，故C错误：根据 Δx=Ld⋅λ，蓝光的波长较短，则蓝光的相邻条纹间距较小，故D正确。
18. B， D
19. C， D
【解析】介质的折射率是一个反映介质光学性质的物理量，由介质本身和光的频率共同决定，与入射角、折射角无关，故选项A、B均错；由于真空中的光速是一个定值，故 n 与 v 成反比是正确的，选项C正确；由于 v=λf，当 f 一定时，v 与 λ 成正比，又 n 与 v 成反比，故 n 与 λ 也成反比，选项D正确．
20. A， C
21. A， C
【解析】AB．由题可知
sinC=12
可知临界角为 45∘，因此从 D 点发出的光，竖直向上从 M 点射出的光线恰好是出射光线的边缘，同时 C 点也恰好是出射光线的边缘，如图所示，因此光线只能从 MC 段射出，根据几何关系可知，M 恰好为 AC 的中点，因此在 AAʹCʹC 平面上有一半的面积有光线射出，A正确，B错误；
CD．由于频率越高，折射率越大，当光源发出的光的频率变小，折射率也会变小，导致临界角会增大，这时 M 点上方也会有光线出射，因此出射光线区域的面积将增大，C正确，D错误。故选AC。
22. A， D
【解析】根据题意可知，虚线框内的光学元件可能是三棱镜，发生光的色散现象，故A正确；根据图象可知，b 光线偏折程度更大，所以在此光学元件中 c 光折射率比 b 光小，故B错误；因为 c 光折射率比 b 光小，c 光频率低，波长大，根据 Δx=λLd 可知，b 光比 c 光条纹窄，故C错误；对同一金属，若 c 光能发生光电效应，b 光频率更高，则 b 光也一定能，故D正确。
23. B， D
【解析】照亮水面的圆面积的半径 R 与临界角 C 满足 tanC=Rh，又 sinC=1n，c 照亮水面的面积比 a 的大，则 c 的临界角大，水对 c 的折射率小，所以 a 的折射率最大，a 的频率最大，波长最小，a 的传播速度最小，故A错误，B正确；
由上分析，可知，c 的频率较小，其逸出的光电子最大初动能不是最大，故C错误；
根据视深公式 hʹ=hn 说明频率最小的光，水对它的折射率最小，在水下的像最深，所以 b 的折射率最小，频率最小，波长最大，传播速度最大，依据波长越长的，单缝衍射条纹越宽，故D正确。
24. A， C
25. B， D
26. B， C
【解析】玻璃体转过 15∘ 时，法线转过 15∘，则入射角变为 60∘，由几何关系可知，反射光线与竖直线成 75∘，故反射光线偏转了 30∘；故A错误，B正确；
由题意知 n=sin45∘sin24∘≈1.74；偏转后，入射角为 60∘，则由 sinθ=sin60∘n=0.498，则 θ＜30∘，故由几何关系可知，光束 2 转过的角度小于 15∘；故C正确，D错误；
27. B， C
【解析】由题图可以看出，棱镜对 a 光偏折的严重，即对 a 光的折射率大，所以 a 侧是紫光，波长较短，b 侧是红光，波长较长，选项A错，选项B、C对；再根据折射率公式 n=cv，所以三棱镜中红光传播速率最大，紫光传播速率最小，选项D错。
第三部分
28. A， C， D
29. A， B， C
【解析】经过同一单缝，波长越长的光产生的衍射图样中央亮纹越宽，由题图知甲光的波长较长，故A正确；依据 f=cλ 可知，甲光的频率较小，则介质对甲光的折射率较小，根据 v=cn 知，在同种均匀介质中甲光的传播速度比乙光的大，故B正确；由 Δx=ldλ 可知，用同一装置做双缝干涉实验时，甲光的干涉条纹间距大，则在同一光屏上亮条纹的条数少，乙光的亮条纹总数更多，故C正确；甲光的折射率较小，由 sinC=1n 可知甲光的全反射临界角较大，不容易发生全反射，故D错误。
30. A， C， D
【解析】根据可见光的频率排列顺序可知，可见光中的红光比紫光的频率低，选项A正确；可见光属于电磁波，能在真空中传播，选项B错误；可见光波长越长，越容易发生明显衍射，选项C正确；可见光从空气进入水中后，其频率不变，波速减小，根据 λ=vf 可知，波长变短，选项D正确。