選修3-4光的折射率練習(xí)--帶答案

1、第四章,光的折射第1節(jié)光的折射定律課前預(yù)習(xí)練1 .光從一種介質(zhì)射到它與另一種介質(zhì)的時(shí)，一部分或全部光會(huì)返回到原介質(zhì)的現(xiàn)象，叫反射現(xiàn)象.發(fā)生反射現(xiàn)象時(shí)，反射光線與入射光線、法線在 內(nèi)，反射光線與入射光線分別位于法線的.反射角入射角.這就是光的2 .光從一種介質(zhì)射到它與另一種介質(zhì)的時(shí)，一部分光進(jìn)入另一種介質(zhì)的現(xiàn)象，叫折射現(xiàn)象.發(fā)生折射現(xiàn)象時(shí)，折射光線與入射光線.法線處在 內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于的兩側(cè)；入射角/的正弦與折射角/的正弦成正比，即.3 .光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角的與折射角的 之比，叫做這種介質(zhì)的絕對(duì)折射率，簡(jiǎn)稱(chēng)折射率，用符號(hào)表示.4 .關(guān)于光的折射現(xiàn)象，說(shuō)法正確的是

2、（）A.光的傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象叫光的折射8 .折射定律是托勒密發(fā)現(xiàn)的C.人觀察盛水容器的底部，發(fā)現(xiàn)水變淺了D.若光從空氣射入液體中，它的傳播速度一定增大9 .若某一介質(zhì)的折射率較大，那么（）A.光由空氣射入該介質(zhì)時(shí)折射角較大10 光由空氣射入該介質(zhì)時(shí)折射角較小C.光在該介質(zhì)中的速度較大D.光在該介質(zhì)中的速度較小6.如果光以同一入射角從真空射入不同介質(zhì)，則折射率越大的介質(zhì)（）A.折射角越大，表示這種介質(zhì)對(duì)光線的偏折作用越大B.折射角越大，表示這種介質(zhì)對(duì)光線的偏折作用越小C.折射角越小，表示這種介質(zhì)對(duì)光線的偏折作用越大D.折射角越小，表示這種介質(zhì)對(duì)光線的偏折作用越小課堂探究練r概念規(guī)律練3知識(shí)

3、點(diǎn)一折射現(xiàn)象的定性分析i.假設(shè)地球表面不存在大氣層，那么人們觀察到的日出時(shí)刻與實(shí)際存在大氣層的情況 相比（）A.將提前B.將延后C.某些區(qū)域?qū)⑻崆埃诹硪恍┑貐^(qū)將延后D.不變2. 一個(gè)人站在湖邊，觀察離岸一段距離的水下的一條魚(yú)，這個(gè)人看到的魚(yú)的位置和魚(yú) 在水下真實(shí)的位置相比較，下列說(shuō)法中正確的是（）A.在魚(yú)真實(shí)位置的正下方某處B.在魚(yú)真實(shí)位置上方的某處C.在魚(yú)真實(shí)位置下方偏向觀察者的某處D.所紿條件不足，無(wú)法確定觀察到的魚(yú)的位置知識(shí)點(diǎn)二 對(duì)折射率的理解3.關(guān)于折射率，下列說(shuō)法正確的是（）多選A.根據(jù)葉上="可知，介質(zhì)的折射率與入射角的正弦成正比 sin r B.根據(jù)乎=/?可知，介質(zhì)

4、的折射率與折射角的正弦成反比 sin rC.根據(jù)/;=£可知，介質(zhì)的折射率與介質(zhì)中的光速成反比D.同一頻率的光由第一種介質(zhì)進(jìn)入第二種介質(zhì)時(shí)，折射率與介質(zhì)中波長(zhǎng)成反比4.兩束不同頻率的單色光/6從空氣平行射入水中，發(fā)生了如圖1所示的折射現(xiàn)象 下列結(jié)論中正確的是（）多選A.在水中的傳播速度，光束a比光束6大B.在水中的傳播速度，光束a比光束6小C.水對(duì)光束a的折射率比水對(duì)光束力的折射率小D.水對(duì)光束的折射率比水對(duì)光束的折射率大r方法技巧練折射定律的應(yīng)用技巧5. 一半徑為"的1/4球體放置在水平桌面上，球體由折射率為十的透明材料制成.現(xiàn) 有一束垂直于過(guò)球心的豎直平面內(nèi)的光線，平行

5、于桌面射到球體表面上，折射入球體后再 從豎直表面射出，如圖2所示.已知入射光線與桌面的距離為4必2,求出射角匚6. 一長(zhǎng)直桿長(zhǎng)m,垂直立于底部平坦、水面平靜無(wú)波的游泳池中，露出水面部分高m, 當(dāng)陽(yáng)光以與水面成37°的夾角入射時(shí)，桿在簫泳池底部所成的影長(zhǎng)為多少（已知水的折射率 =）.）課后鞏固練1.關(guān)于光的反射與折射，以下說(shuō)法正確的是（）A.光發(fā)生反射時(shí)，光的傳播方向一定改變B.光發(fā)生反射時(shí)，光的傳播方向可能偏轉(zhuǎn)90。C.光發(fā)生折射時(shí)，一定伴隨著反射現(xiàn)象D.光發(fā)生反射時(shí)，一定伴隨著折射現(xiàn)象2 .如圖3所示為地球及其大氣層，高空有偵察衛(wèi)星/接收到地球表面尸處發(fā)出的光信 號(hào)，則力感知到的發(fā)

6、光物應(yīng)在（）A.圖中。點(diǎn)B.圖中。點(diǎn)靠”的一側(cè)C.圖中2點(diǎn)靠N的一側(cè)D.以上位置都有可能3 .如圖4所示，一玻璃柱體的橫截面為半圓形.細(xì)的單色光束從空氣射向柱體的點(diǎn)（半 圓的圓心），產(chǎn)生反射光束1和透射光束2,已知玻璃柱的折射率為小，入射角為45° （相應(yīng) 的折射角為24。）.現(xiàn)保持人射光不變，將半圓柱繞通過(guò)。點(diǎn)垂直于紙面的軸線順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò) 15° ,如圖中虛線所示，貝M ）多選A.光束1轉(zhuǎn)過(guò)15°B.光束1轉(zhuǎn)過(guò)30°C.光束2轉(zhuǎn)過(guò)的角度小于15°D.光束2轉(zhuǎn)過(guò)的角度大于15°4 . 一條光線以40。的入射角從真空射到平板透明材料上，光

7、的一部分被反射，一部分 被折射，折射光線與反射光線的夾角可能是（）A.小于40°B.在50°100°之間C.在100°140°之間D.大于140°5 .有I、0、IH三種介質(zhì)，光線的傳播方向以及光線與介質(zhì)分界面的夾角如圖5所示, 由此可以判斷（）A.光在介質(zhì)H中傳播的速度最小8 .介質(zhì)【I【的折射率最小C.光在介質(zhì)I中的傳播速度最大D.介質(zhì)H【的折射率最大6 .如圖6所示，有玻璃三棱鏡月8£頂角力為30。，一束光線垂直于/厲射入棱鏡，從 力。射出進(jìn)入空氣，測(cè)得出射光線與入射光線夾角為30。，則棱鏡的折射率為（）7 .如圖7所

8、示，兩塊相同的玻璃直角三棱鏡月84兩者的力。面是平行放置的，在它們 之間是均勻的未知透明介質(zhì),一單色細(xì)光束垂直于/切面入射，在圖示的出射光線中（）圖7A. 1、2、3（彼此平行）中的任一條都有可能B. 4、5、6（彼此平行）中的任一條都有可能C. 7、8、9（彼此平行）中的任一條都有可能D. 1, 2、3、4、5、6、7、8、9中的任一條都有可能8 .如圖8所示，半圓玻璃磚的半徑Q10 cm,折射率為=餡，直徑/仍與屏幕MV垂 直并接觸于A點(diǎn).激光a以入射角r=30°射向半圓玻璃磚的圓心0,結(jié)果在水平屏幕MN 上出現(xiàn)兩個(gè)光斑.求兩個(gè)光斑之間的距離人圖89 . 一光線以很小的入射角/射

9、入一厚度為&折射率為/;的平板玻璃，求出射光線與 入射光線之間的距離（/很小時(shí)，sin i= i, cos /l）.第1節(jié)光的折射定律答案課前預(yù)習(xí)練1.分界面 同一平面 兩側(cè) 等于 反射定律 2. 分界面同一平面法線n3. 正弦正弦4. C 5. D 由n=出=可知，光由空氣射入介質(zhì)時(shí)的折射角是由折射率n和入射角i共同 sin rr決定的，所以A、B均錯(cuò).由n=-可知，介質(zhì)的折射率越大，光在該介質(zhì)中的速度越小，故 vC錯(cuò)，D正確.6. C 根據(jù)折射率的定義=吃二，在入射角相同的情況下，折射角越小的介質(zhì)，其 sin r折射率越大，該介質(zhì)對(duì)光線的偏折作用越大；反之，折射角越大的介質(zhì)，其折射

10、率越小，該介質(zhì)對(duì)光線的偏折作用越小.故C正確.課堂探究練1. B假如地球周?chē)鷽](méi)有大氣層，太陽(yáng)光將沿直線傳播，如圖所示，在地球上B點(diǎn)的人將 在太陽(yáng)到達(dá)A'點(diǎn)時(shí)看到日出；而地球表面有大氣層時(shí)，由于空氣的折射率大于1,并且離 地球表面越近，大氣層的密度越大，折射率越大，太陽(yáng)光將沿如圖所示AB曲線進(jìn)入在B處 的人眼中，使在B處的人看到了日出.但在B處的人認(rèn)為光是沿直線傳播的，認(rèn)為太陽(yáng)位于 地平線上的A'點(diǎn)，而此時(shí)太陽(yáng)還在地平線以下，相當(dāng)于日出時(shí)刻提前了，所以無(wú)大氣層時(shí) 日出的時(shí)間將延后.點(diǎn)評(píng)將大氣層看成數(shù)層折射率由上到下（地球表面）依次增大的均勻介質(zhì)層疊合而成 的；光由折射率較小的介質(zhì)

11、斜射向折射率較大的介質(zhì)時(shí)，光線將向法線偏折.以上兩點(diǎn)即可 確定光在大氣中的傳播情況.2. B如圖所示，人在岸上看離岸一段距離的水下的魚(yú)，應(yīng)是從魚(yú)的位置發(fā)出的光（實(shí)際上 是魚(yú)的反射光），經(jīng)折射后射入人的眼睛，看到的是魚(yú)的像.把魚(yú)看做一個(gè)發(fā)光點(diǎn)S,人看 到的是折射光線的反向延長(zhǎng)線交于發(fā)光點(diǎn)S的右上方S，點(diǎn)，這說(shuō)明人看到的是魚(yú)的虛像， 且位置是偏向右上方，所以選項(xiàng)B正確.點(diǎn)評(píng) 此類(lèi)題目，要根據(jù)題意畫(huà)出光路圖，再根據(jù)光路圖解決題目中提出的問(wèn)題.3. CD 介質(zhì)的折射率n與入射角i及折射角r的正弦無(wú)關(guān)，即A、B錯(cuò)；介質(zhì)的折射 率與介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)和光在介質(zhì)中的速度有關(guān)，C正確；光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)頻

12、率 不變，由n=£=H=J得折射率與介質(zhì)中的波長(zhǎng)成反比，D正確.V A frt 入介點(diǎn)評(píng) 折射率由介質(zhì)的性質(zhì)和入射光的頻率共同決定（第7節(jié)內(nèi)容）.s i n ic4. AC 由公式。=,可得折射率必乩，C正確，D錯(cuò)誤.由丫=一，nKm知明） sm rnA正確，B錯(cuò)誤.點(diǎn)評(píng) 折射率是反映介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的物理量，它是由介質(zhì)的性質(zhì)和入射光的頻率共同 決定的，同一介質(zhì)對(duì)確定的單色光而言，對(duì)應(yīng)的折射率一定，不同介質(zhì)對(duì)同一單色光（頻率 一定）的折射率一般是不相同的，折射率是用比值定義的物理量n="B，其中“i”表示 sin r光在空氣中的入射角，在sin i 一定的條件下，折射率較大的介

13、質(zhì)中，光線的折射角的正弦 值sin r較小.可見(jiàn)，光的折射率表示在折射現(xiàn)象中折射光線相對(duì)于入射光線偏折程度的物 理量.公式n=?表示了真空中光速c和光在介質(zhì)中的速度v與折射率n的關(guān)系，折射率較 大的介質(zhì)中，光速較小.5. 60°解析 設(shè)入射光線與1/4球體的交點(diǎn)為C,連接OC, OC即為入射點(diǎn)的法線.因此，圖 中的角a為入射角.過(guò)C點(diǎn)作球體水平表面的垂線，垂足為B.依題意，NCOB=i.又由OBCsini=2=-=半"=60° .設(shè)光線在C點(diǎn)的折射角為門(mén)，由折射定律得三工=:, OC R 2sin ri v由以上兩式得口=30° .由幾何關(guān)系知，光線在球

14、體的豎直表面上的入射角L（如圖）為30。.由折射定律得=W，因此sin r=W，r=60° .sin 門(mén)26. m解析 依題意作圖如圖所示，依據(jù)折射定律n=三口，得sin=在=3字_= sin rn 45343Z 0 2=37° ,影長(zhǎng) s= X tan 53° mH- X tan 37° m= X- m+X； m= m. J4方法總結(jié)利用光路圖解決光的折射問(wèn)題的方法：(1)根據(jù)題意畫(huà)出正確的光路圖.首先要找到入射的界面，同時(shí)準(zhǔn)確地作出法線，再根 據(jù)折射定律和入射光線畫(huà)出折射光線，找到入射角和折射角，要注意入射角、折射角是入射 光線、折射光線與法線的夾角

15、. (2)利用幾何關(guān)系確定光路圖中的邊、角關(guān)系，與折射定律。=出中的各量準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)， sin r比如一定要確定準(zhǔn)哪個(gè)角在分子上、哪個(gè)角在分母上.(3)利用折射定律=業(yè)”、折射率與光速的關(guān)系n=£列方程，結(jié)合數(shù)學(xué)三角函數(shù)的關(guān) sin rv系進(jìn)行運(yùn)算.課后鞏固綜1. ABC 光發(fā)生反射時(shí)，光的傳播方向一定改變，有人認(rèn)為當(dāng)入射角為0° ,也就是 光線垂直界面入射時(shí)，反射角為零，光線不改變方向，實(shí)際上光的傳播方向改變180。，選 項(xiàng)A正確；當(dāng)入射角為45。時(shí)，反射角也為45。，光的傳播方向偏轉(zhuǎn)90。，選項(xiàng)B正確; 光發(fā)生折射時(shí)，一定伴隨著反射現(xiàn)象，而當(dāng)發(fā)生全反射現(xiàn)象時(shí)，只有反射現(xiàn)象而

16、無(wú)折射現(xiàn)象, 選項(xiàng)C正確.2. B 由于大氣層的存在，偵察衛(wèi)星在A處接收到的P處發(fā)出的光信號(hào)的光路大致如 圖中實(shí)線所示，由圖可知選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤.3. BC 轉(zhuǎn)動(dòng)前，光束1(反射光線)與入射光線間的夾角為A=45° X2=90° ,光束 2(折射光線)與入射光線間的夾角為B=45° +(180。-24° )=201。.轉(zhuǎn)動(dòng)后，反射光線與 入射光線的夾角A' =60° X2=120。，根據(jù)折射定律，"J ' =木,得。=30° ,則 sin u y折射光線與入射光線間的夾角為B' =60

17、76; +(180° -30° )=210° ,因此AA=A' -A = 30° , AB=B' B=9° ,故 B、C 項(xiàng)正確.4. C 由業(yè)，=n>l,得折射角r<i=40° ,由反射定律得i' =i=40° ,如圖所示，故 sin r折射光線與反射光線的夾角小=180。-i' -r=140° r,所以100。<4><140° .5. AB 由相對(duì)折射率和絕對(duì)折射率的關(guān)系可知：Disin 450 =n2sin 40° nKn?n2

18、sin 260 =msin 400 mAru而 msin 45° sin 26° =rhsin，40°，所以 nOm即m>m>n3, B項(xiàng)對(duì)，D項(xiàng)錯(cuò).由mv尸n2V2=ruv尸c,可知V2vKv39 A項(xiàng)對(duì)，C項(xiàng)錯(cuò),6. C 頂角A為30“，則光從AC面射出時(shí)，在玻璃中的入射角r = 30° .由于出射光 線和入射光線的夾角為30° ,所以折射角i=60° .由光路可逆和折射率的定義可知n = 出口=#, C項(xiàng)正確. sin r v7. B 光束射到AC面進(jìn)入未知的透明介質(zhì)將發(fā)生折射，如何折射需要比較未知介質(zhì)與 玻璃的折射率，若未知介質(zhì)折射率大于玻璃，則折射光偏離水平線向上；若未知介質(zhì)折射率 小于玻璃，則折射光偏離水平線向下；還有可能是未知介質(zhì)與玻璃的折射率相同，不發(fā)生折 射的特殊情形.但無(wú)論是哪一種可能情形，折射光射到倒立玻璃三棱鏡再次折射后一定沿原 來(lái)的方向射出.故4、5、6中的任一條都有可能，B項(xiàng)對(duì).8. cm解析 畫(huà)出如圖所示的光路圖，設(shè)折射角為i,根據(jù)折射定律解得i=60°由幾何知識(shí)得，AORQ為直角三角形，所以?xún)蓚€(gè)光斑P、Q之間的距離L=PA+AQ=Rt