高中物理光的反射和折射测试题(最新整理)
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i
空气
2
玻璃
图 20－16
二．填空题（每小题 4 分，共 28 分） 1．身高 1.6m 的人以 1m/s 的速度沿直线向灯下走去，在某一时刻，人影长为 1.8m， 经 2s 后，影长变为 1.3m，则这盏路灯的高度应为 m．
2．如图 20-17，球沿光滑桌面向提高测试
一、选择题（每小题 3 分，共 30 分）
1．关于影子下列说法中正确的是 （
）
A．一点光源在物体的一侧，屏在物体的另一侧，则点光源离物体越近，屏离物体越
远，所形成的影子就越大
B．发光体在不透明的物体背面必然产生一个暗度均匀的影子
C．一个点光源在不透明物体的后面产生的影子，只有本影区，没有半影区
针结果． (1)从图上看，肯定把针插错了的同学是
．
(2)从图上看，测量结果准确度最高的同学是
．
甲
乙
丙
丁
图 20-22
三、计算题（第 4、5 小题每题 9 分，其余每小题 8 分， 共 42 分）
1．(选做)如图 20-23 所示，A 是直径为 10 cm 的发光圆盘，B 是直径为 5 cm 的遮光板，C 为光屏，三者中心共轴，A、B 之间相 隔 200 cm，当 C 离 B 多远时，正好在屏上的本影消失而有半影？这 时半影环的半径是多少？本影可取得最大直径是多少？
A S
图 20-27
参考答案
B组 一、
1、AC． 2、A． 3、C． 4、C． 5、A． 6、A． 7、A． 8、B． 9、D． 10、BCD． 二、 1、8． 2、135°． 3、2θ． 4、红． 5、πR/6． 6、1.33． 7、（1）乙，（2）丁． 三、 1、2m，10cm，5cm．
2、 n sin i sin 45 2 1.41． sin r sin 30
向前行驶时，司机从镜中看到车后的静止景物向镜后运动的速度为 （
）
A．50 km/h B．25 km/h C．100 km/h D．0
6．一束光由空气入射某介质，入射角为 60°，其折射光线恰好与反射光线垂直，则 光在该介质中的传播速度为 （ ）
3
3
A． 3 ×10 8 m/s Ｂ． ×10 8 m/s Ｃ． ×10 8 m/s Ｄ． 2 ×10 8 m/s
角最小的光线，由图 20-31 可看出 A 端最内侧的光线其入射角最小，因此必须保证此光线 能发生全反射，即此光线的入射角等于或大于临界角．由图中的几何关系可看出，此光线 入射角的正弦值为：sinC＝R/（R + d）．（由折射定律可知 sin C 1 ）
n 由此可解得半圆的最小内半径为 R＝d/（n－1）．
图 20-18
4．如图 20-19 所示，在三棱镜中 BC 面镀有反射膜，一束白光斜射 入 AB 面，经棱镜后在屏幕的 bc 段形成彩色光带，则 b 点的颜色是 色．（屏幕距棱镜的 AC 面较近且与 AC 面平行）
A b
c
B
C
5．如图 20-20，玻璃体 ABC 是截面半径为 R 的半圆形柱体的一部分，O 图 20-19
O O′ A
α
Sβ 图 20-32
M
15°
图 20-24
3．（12 分）如图 20-25 所示，光线从空气斜射入一块两面平行 的玻璃砖的一个平面，再从另一平面射出，试证明出射光线与入射光 线平行，并说明出射光线相对于入射光线的侧移量．
图 20-25
4（．10 分）主截面是边长为 d 的正方形的棱柱，折射率为 n， 将其弯成半圆形（如图 20－26 所示）．要使 A 端垂直入射的光线全 部从 B 端射出，求所弯半圆形的最小内半径 R 的值．
8．大气中空气层的密度是随着高度的增加而减小的．从大气外射来束阳光，如图 20-
15 所示的四个图中，能粗略表示这束阳光射到地面的路径的是 （
）
9．在完全透明的水下某深度处放有一点光源，在水面上可见到一个圆形光斑，如果
此圆形光斑的半径在均匀增大，则此时点光源正在 （
）
A．加速上升 B．加速下沉 C．匀速上升 D．匀速下沉
5、如图 20-32 所示，连 SO，由点光源发出的这条光线入射角恰好等于
临界角，据sin 1 可知，α=45°，此光线将照射到杆的 A 端． 2
连 SO′，设此光线入射角为β，它的折射光线恰好与细杆平行，则
sin
1 ，可解得β=30°．
sin 45 2
所以照射到细杆上的光线在液体中分布在∠OSO′=75°的范围内．
3
2
7．点光源 S 通过带有圆孔的挡板 N，照射到屏 M 上，形
成直径为 d 的亮圆．如果在挡板靠近光屏一侧放上一块厚玻
璃砖，如图 20-14 所示，这时点光源通过圆孔和玻璃，在屏 S
d
上形成直径为 D 的亮圆．则直径 D 和 d 的大小关系为
（）
A．d>D B．d=D C．d<D D．无法确定
图 20-14
3）．一点光源 S 从坐标原点 O 沿 x 轴负方向运动，S 在如下哪个区域
运动时，人眼能从平面镜中看到 S 点的像 （
）
A．0 到－1 区间 B．－1 到－3 区间
-4
C．－3 到－5 区间 D．－5 到－∞区间
y
3 2
1
x
-2 -1 0 1 2 3 4
图 20-13
5．某汽车驾驶室外有一用平面镜制作的观后镜，当汽车以 50 km/h 的速度在公路上
5．如图 20-27 所示，某种透明液体的折射率为 2 ，在液面
下方有一点光源 S，液面上方有一无限长的细杆，其与液面夹角为 45°，且 与液面交于 A 点．已知 A 点与点光源 S 的水平距离大于 S 在液体中的深 度，细杆与 S 在同一竖直平面内，点光源所发出的光线限制在此竖直平面 内．试求点光源发出的光线能照射到细杆上的所有光线在液体中所分布的 角度范围为多大．
10．一束光从空气射向折射率 n＝ 2 的某种玻璃的表面，如图 20-
16 所示．i 代表入射角，则 （
）
A．当 i > 45°时会发生全反射现象
B．无论入射角 i 是多大，折射角 r 都不会超过 45°
C．欲使折射角 r＝30°，应以 i＝45°的角度入射
D．当入射角 i＝arctan 2 时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直
A．可能交于一点也可能不交于一点 B．一定不交于一点 C．交于镜前的一点，成为一实像点 D．它们的延长线交于镜后一点，得到一个虚像点
图 20－11 a b c
图 20-12
4．如图 20-13，在竖直的 xoy 平面上，人眼位于（3，0）坐标点，
一平面镜位于图示位置，平面镜两端坐标分别为（－1，3）和（0，
3、证明：如图 20-30 所示，设玻璃的折射率为 n，玻璃砖的厚度为 h，在玻璃的上
sin i 表面的入射角为 i，则光线在 F 点发生折射时有：n= ．
sin r
根据几何关系可知，光线在 G 点的入射角为 i′= r，出射光线的
1 折射角为 r′，则光线在 G 点发生折射时有：
sin i
sin r
C
A
B
图 20－23
2．如图 20-24 所示，M 是一块平面镜，位于透明液体之中， 镜面水平向上放置，一细束光竖直向下射来，穿过液体射到平面 镜上．现将平面镜绕水平轴转动 15°角，光线经平面镜反射后在 液体与空气的分界的液面处分成两束，测得这两束光线夹角为 105°，求这种液体的折射率．
液面
液体
以 cos r
cos r
cos r
h sin i(1 cos i ) n2 sin 2 i
上式表明，出射光线相对于入射光线发生的侧移量大小与玻璃砖的厚度、入射角及玻 璃的折射率有关．
4、要使光线全部由 B 端射出，则要求射入棱柱的光线全部发生全反射，而不能发生 折射．那么从 A 端入射的光线中，只要使最易发生折射的光线 发生全反射，则可满足题目要求．最易发生折射的光线应为入射
发现 A 棱的视位置在 OA 边 D 点．在 C、D 两点插大头针，看出 C
点坐标位置（0，12）D 点坐标位置（9，0），由此可计算出该物质的
折射率为
．
图 20-21
7．在测定玻璃的折射率的实验中，对一块两面平行的玻璃砖，用“插针法”找出与
入射光线对应的出射光线．现有甲、乙、丙、丁四位同学分别做出如 20-22 所示的四组插
为圆心，OC＝OB＝R，∠AOB＝60°，折射率 n＝2．一束平行光垂直 AB 面入
B
射玻璃体，在 BC 弧面上有光线射出的部分其弧长为
．
60°
AO
C
图 20-20
6．由某种透光物质制成的等腰直角棱镜 ABO，两腰长都是 16
cm．为了测定这种物质的折射率，将棱镜放在直角坐标系中，并使
两腰与 ox、oy 轴重合，如图 20-21 所示．从 OB 边的 C 点注视 A 棱，
图 20-17
的像沿竖直方向向上运动，则平面镜与桌面的夹角α应为
．
3．如图 20-18 所示，A、B 两个平面镜平行放置，一束光线入
射 A 镜，反射后从 B 镜射出．若保持入射光线不变，而只让 B 镜转
A
动θ角，则转动后从 B 镜射出的光线与转动前从 B 镜射出的光线之
间的夹角为
．
θ
B
n sin r sin r
所以有
sin i sin r
sin r sin r
n
1 n
1，因此
r′=
i，即 EF∥GH．
h
出射光相对于入射光的侧移量为：d=FGsin∠GFS．因为 FG=
，∠GFS= i-r．所
cos r
d h sin(i r) h(sin i cos r cos i sin r) h sin i cos r cos i / n
