2016-2017學(xué)年高中物理第4章光的折射與全反射第1節(jié)光的折射定律學(xué)業(yè)分層測評魯科版選修3-4

1、第1節(jié)光的折射定律（建議用時：45分鐘）學(xué)業(yè)達標(biāo)1.關(guān)于光的折射現(xiàn)象，下列說法中正確的是（）A.折射角一定小于入射角B.折射率跟折射角的正弦值無關(guān)C.折射角增大為原來的 2倍，入射角也增大為原來的2倍D.折射率大的介質(zhì)，光在其中的傳播速度小E.入射角改變時，入射角的正弦與折射角的正弦的比值不變【解析】光從水進入空氣時， 折射角大于入射角，選項 A錯誤；折射率由介質(zhì)材料決定，與折射角的大小無關(guān)，選項B正確；折射率n=sn，折射角增大為原來的 2倍，入sin r射角并不增大為原來的 2倍，選項C錯誤；折射率與光速的關(guān)系是n = ?則n大時v小，選項D正確；根據(jù)sn=n,入射角改變時，入射角的正弦與

2、折射角的正弦的比值不變，Esin r正確.【答案】BDE2 .關(guān)于折射率，下列說法正確的是（）A.某種介質(zhì)的折射率等于光在真空中傳播速度c和光在介質(zhì)中的傳播速度 v的比值B.折射角和入射角的大小決定著折射率的大小C.兩種介質(zhì)相比較，光在折射率較小的介質(zhì)中傳播速度大D.有些介質(zhì)的折射率可能小于1E.折射率是介質(zhì)本身的性質(zhì)，與折射角無關(guān)【解析】某種介質(zhì)的折射率等于光在真空中的傳播速度c與光在介質(zhì)中傳播速度v的比值，A、C正確.折射率與折射角和入射角的大小無關(guān)，B不對.由于光在真空中的傳播速度C大于任何其他介質(zhì)中的傳播速度v,所以任何介質(zhì)的折射率都大于1, D錯誤.折射率是介質(zhì)本身的性質(zhì)，與折射角無

3、關(guān)，E正確.【答案】ACE3 .如圖4-1-12 , 一玻璃柱體的橫截面為半圓形， 細的單色光束從空氣射向柱體的O點（半圓的圓心），產(chǎn)生反射光束1和透射光束2,已知玻璃折射率為 乖,入射角為45° （相應(yīng)的 折射角為24。），現(xiàn)保持入射光不變，將半圓柱繞通過O點垂直于圖面的軸線順時針轉(zhuǎn)過15。，如圖中虛線所示，則（）圖 4-1-12A.光束1轉(zhuǎn)過15°B.光束1轉(zhuǎn)過30°C.光束2轉(zhuǎn)過的角度小于15°D.光束2轉(zhuǎn)過的角度大于15°E.入射角增大15° ,折射率不變【解析】轉(zhuǎn)動前，光束1（反射光）與入射光線的夾角為 A= 45°

4、; X2=90° ,光束2（折射光）與入射光線間的夾角 B= 45° +（180° 24° ）=201° .轉(zhuǎn)動后， 反射光線與入射光線 sin 60 ° l的夾角A =60。X2=120。，據(jù)折射定律， = J3,得r = 30。，則折射光線與入sin r -射光線間的夾角為 B' =60° +（180° 30° ） =210° .因為 AB= B' B= 9° , A A= A -A= 30° ,故B、C項正確.轉(zhuǎn)動后，入射角增大15° ,折射率

5、與入射角無關(guān)，E正確.【答案】BCE4 .測定玻璃的折射率時，為了減小實驗誤差，應(yīng)注意的是（）【導(dǎo)學(xué)號：78510043】A.玻璃磚的厚度宜大些B.入射角應(yīng)盡量小些C.大頭針應(yīng)垂直地插在紙面上D.大頭針R、P2及R、P4之間的距離應(yīng)適當(dāng)大些E.測出的折射率隨入射角的增大而增大【解析】 玻璃醇厚度大些，可減小測量誤差；大頭針垂直插在紙面上以及大頭針P與P2及P3與P4之間的距離適當(dāng)大些，可減小確定光路方向時的誤差.A C D正確.入射角較小時，測量誤差較大， B錯誤.折射率與入射角無關(guān)， E錯誤.【答案】ACD5 .某同學(xué)由于沒有量角器，他在完成了光路圖后，以O(shè)點為圓心，10 cm為半徑畫圓，分

6、別交線段OA于A點，交線段OO的延長線于 C點，過A點作法線NN的垂線AB交NN 于B點，過C點作法線NN的垂線CD交NN于D點，如圖4-1- 13所示.用刻度尺量得 OB =8 cm, CD= 4 cm,由此可得出玻璃的折射率n=.圖 4-1-13【解析】由圖可知sin Z AOB= AB sin Z DOC= CD! OA OG= R 根據(jù)n=sn卜知,sinsin / AOB AB110282n= sin / DOC CDT4= 1.5【答案】1.56 .在直角三角形玻璃磚 ABO43, /A= 30° ,平放于水平桌面上， 如圖4-1-14為其俯視 圖.一束單色光以45

7、76;的入射角水平射入其 AB面，在AB面折射后又在 AO面處發(fā)生一次反 射，最后垂直于 BO面穿出玻璃磚.求這種玻璃對這束單色光的折射率.圖 4-1-14所以，折射率sin 45sin 30【解析】由題意可知，光路圖如圖所示.由幾何關(guān)系知，AB面處的折射角為 30?！敬鸢浮浚?7 .如圖4-1-15所示，在坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)有一橫截面為四分之一圓周的柱狀玻璃體ROPQ 02 OQ= R, 一束單色光垂直 OP面射入玻璃體，在 OP面上的入射點為 A, OA=萬，此 單色光通過玻璃體后沿 BD方向射出，且與x軸交于D點，0D= 43R,求該玻璃體的折射率 是多少.圖 4-1-15【解析】 在P

8、Q®上的入射角滿足 sin 9 1 = OfB=萬，8 1 = 30° , sin fi 21由幾何關(guān)系可得 0 2=60。，折射率 n=-一-= J3. sin 8 i v【答案】.3能力提升8 .如圖4-1-16所示，某同學(xué)用插針法測定一半圓形玻璃磚的折射率.在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針 P1、P2確定入射光線，并讓入射光線過圓心O,在玻璃磚(圖中實線部分)另一側(cè)垂直紙面插大頭針P3,使P3擋住R、P2的象，連接 OP,圖中MN為分界面，虛線半圓與玻璃磚對稱，B C分別是入射光線、折射光線與圓的交點，AB CD均垂直于法線并分別交法線于A D點.圖 4-1-16(1)

9、設(shè)AB的長度為11, AO勺長度為12, CD的長度為13, DO勺長度為14,為較方便地表 示出玻璃磚的折射率，需用刻度尺測量 ,則玻璃磚的折射率可表示為 .(2)該同學(xué)在插大頭針 R前不小心將玻璃磚以 O為圓心順時針轉(zhuǎn)過一小角度，由此測得 玻璃磚的折射率將 (選填“偏大” “偏小”或“不變”).l 1【解析】(1)sin i = J.L , sin r = l，因此玻璃的折射率 n=sn i =.BOCOsin r L"COl 1 一 I 一一 r=-,因此只需測量11和13即可.l 3(2)當(dāng)玻璃磚順時針轉(zhuǎn)過一個小角度時，在處理數(shù)據(jù)時，認為l1是不變的，即入射角不l 1變，而l

10、3減小，所以測量值 n=將偏大.l 3【答案】li和13 n=(2)偏大1 39 .光線以60°的入射角從空氣射入玻璃中，折射光線與反射光線恰好垂直.(真空中的光速 c = 3.0 X108 m/s)【導(dǎo)學(xué)號：78510044】(1)畫出折射光路圖.(2)求出玻璃的折射率和光在玻璃中的傳播速度.(3)當(dāng)入射角增大或減小時，玻璃的折射率是否變化？說明理由.【解析】(1)由題意知入射角i =60° ,反射角3 =60° ,折射角r = 180° 60° 90。=30。，折射光路圖如圖所示.sin isin 60(2) n = ；sin rsin 3

11、0根據(jù)n=V/日 c得 v = = n83.0 x 10m/s =1.7 x 108m/s.(3)折射率不會變化，折射率由介質(zhì)和入射光的頻率決定，而跟入射角的大小無關(guān).【答案】見解析10 .如圖4-1-17所示，半圓玻璃磚的半徑R= 10 cm,折射率n=V3,直徑AB與屏幕MN垂直并接觸于 A點.激光束a以入射角i =60。射向玻璃磚圓心 O,結(jié)果在屏幕 MNk出現(xiàn)兩 個光斑.圖 4-1-17(1)畫出光路圖.(2)求兩光斑之間的距離 L.【解析】(1)由折射定律和反射定律，畫出光路圖如圖所示:設(shè)折射角為，由n=sinw解彳導(dǎo)=30。，反射角3=60。兩光斑之間的距離 L= Ran 30+ Rtan 6040'3 cm 一 23 1 cm ci m .ici m3【答案】（1）見解析 （2）23.1 cm11 .在一折射率為n,厚度為d的玻璃平板上方的空氣中有一點光源S,從S發(fā)出的光線SA以入射角0 1入射到玻璃板上表面，經(jīng)玻璃板后從下表面射出，如圖 4-1-18所示，若沿 此光線傳播的光，從光源到玻璃板上表