高中物理人教版4第十三章光 課時訓練12光的反射和折射

課時訓練12光的反射和折射題組一反射定律和折射定律1.一束單色光經(jīng)由空氣射入玻璃,這束光的()A.速度變慢,波長變短 B.速度不變,波長變短C.頻率增高,波長變長 D.頻率不變,波長變長解析:根據(jù)光的折射特點,在折射過程中頻率不變,由公式v=,玻璃的折射率比空氣的大。所以由空氣進入玻璃時,速度變慢,由λ=可知光的波長變短,所以選項A正確。答案:A2.(多選)如圖中虛線表示兩種介質的界面及其法線,實線表示一條光線斜射向界面后發(fā)生反射與折射的光線,以下說法正確的是()不是入射光線 是入射光線是入射光線 是反射光線解析:由題圖可知只有aO和bO關于MN對稱,所以Ob是反射光線,A正確;aO是入射光線,B正確;Oc是折射光線,C錯誤,D正確。答案:ABD3.(多選)關于光的折射,正確的說法是()A.折射光線一定在法線和入射光線所確定的平面內B.入射光線和法線與折射光線不一定在一個平面內C.入射角總大于折射角D.光線從空氣斜射入玻璃時,入射角大于折射角解析:由光的折射定律知,折射光線一定在法線和入射光線所確定的平面內,A正確,B錯誤。入射角不一定大于折射角,C錯誤。光線從空氣斜射入玻璃時,入射角大于折射角,D正確。答案:AD題組二折射率4.(多選)關于折射率,下列說法正確的是()A.某種介質的折射率等于光在介質中傳播速度v和光在真空中的傳播速度c的比值B.折射角和入射角的大小決定著折射率的大小C.兩種介質相比較,折射率小的介質稱為光疏介質D.任何介質的折射率都大于1解析:某種介質的折射率等于光在真空中的傳播速度c與光在介質中傳播速度v的比值,A不對。折射率與折射角和入射角的大小無關,B不對。答案:CD5.如圖所示,有玻璃三棱鏡ABC,頂角A為30°,一束光線垂直于AB射入棱鏡,從AC射出進入空氣,測出出射光線與入射光線夾角為30°,則棱鏡的折射率為()A. B. C. D.解析:頂角∠A=30°,則光從AC面射出時,在玻璃中的入射角θ1=30°。由于入射光線和出射光線的夾角為30°,所以折射角θ2=60°,由光路可逆和折射率的定義可知n=,選項C正確。答案:C6.空中有一只小鳥,距水面3m,其下方距水面4m深處的水中有一條魚。已知水的折射率為,則鳥看水中的魚離它m,魚看天上的鳥離它m。

解析:首先作出鳥看魚的光路圖,如圖所示。由于是在豎直方向上看,所以入射角很小,即圖中的θ1和θ2均很小,故有tanθ1=sinθ1,tanθ2=sinθ2。由圖可得h1tanθ2=h'tanθ1h'==4×m=3m則鳥看水中的魚離它:H1=(3+3)m=6m同理可得魚看鳥時:h″=nh2=3×m=4m則H2=(4+4)m=8m。答案:68題組三測定玻璃的折射率7.兩個同學測玻璃的折射率時各設計一個表格記錄數(shù)據(jù),而且都已完成了計算,你認為正確的是(選填“甲”或“乙”)。

甲設計的表格是次數(shù)θ1sinθ1θ2sinθ2n130245360乙設計的表格是次數(shù)123角平均值正弦值nθ130456045θ2解析:由n=可知,n的測量值應為每次測量的入射角的正弦與折射角的正弦比值的平均值,而不是每次測量的入射角的平均值的正弦與折射角的平均值的正弦之比,故甲正確。答案:甲8.某同學由于沒有量角器,在完成了光路圖以后,以O點為圓心,cm長為半徑畫圓,分別交線段OA于A點,交O和O'連線延長線于C點,過A點作法線NN'的垂線交NN'于B點,過C點作法線NN'的垂線交NN'于D點,如圖所示,用刻度尺量得OB=cm,CD=cm,由此可得出玻璃的折射率n=。

解析:由光路圖以及幾何關系可知n==。答案:(建議用時:30分鐘)1.如圖所示,一條光線由空氣射到半圓玻璃磚表面的圓心處,玻璃磚的半圓表面上(反射面)鍍有銀,則圖示幾個光路圖中,能正確、完整地表示光線行進過程的是()解析:在圓心處發(fā)生折射和反射,進入半圓表面后沿原路返回,光從玻璃射向空氣中時在界面上發(fā)生反射和折射。答案:D2.如圖所示,落山的太陽看上去正好在地平線上,但實際上太陽已處于地平線以下,觀察者的視覺誤差大小取決于當?shù)卮髿獾臓顩r。造成這種現(xiàn)象的原因是()A.光的反射 B.光的折射C.光的直線傳播 D.小孔成像解析:太陽光線進入大氣層發(fā)生折射,使傳播方向改變,而使人感覺太陽的位置比實際位置偏高。答案:B3.(多選)如果光線以大小相等的入射角,從真空射入不同介質,若介質的折射率越大,則()A.折射角越大,說明折射光線偏離原來方向的程度越大B.折射角越大,說明折射光線偏離原來方向的程度越小C.折射角越小,說明折射光線偏離原來方向的程度越大D.折射角越小,說明折射光線偏離原來方向的程度越小解析:根據(jù)折射定律,=n,當光以相等的入射角從真空向介質入射時,sinθ1一定,n越大,sinθ2就越小,sinθ2越小說明光偏離原來的程度就越大,故B、C正確。答案:BC4.井口大小和深度相同的兩口井,一口是枯井,一口是水井(如圖所示,水面在井口之下),兩井底部各有一只青蛙,則()A.水井中的青蛙覺得井口大些,晴天的夜晚,水井中的青蛙能看到更多的星星B.枯井中的青蛙覺得井口大些,晴天的夜晚,水井中的青蛙能看到更多的星星C.水井中的青蛙覺得井口小些,晴天的夜晚,枯井中的青蛙能看到更多的星星D.兩只青蛙覺得井口一樣大,晴天的夜晚,水井中的青蛙能看到更多的星星解析:根據(jù)邊界作出光路圖如圖所示,由圖可知,視角α大于視角β,所以枯井中的青蛙覺得井口大些;因為α<γ,所以水井中的青蛙視野更大些,晴天的晚上,水井中的青蛙看到的星星也更多一些,所以只有B項正確,A、C、D三項均錯誤。答案:B5.光在某種玻璃中的傳播速度是×108m/s,要使光由玻璃射入空氣時折射光線與反射光線成90°夾角,則入射角應是()° ° ° °解析:依題意作出光路圖如圖所示。折射角:θ2=90°-θ'=90°-θ1,玻璃的折射率:n=。由折射定律知:nsinθ1=sinθ2=sin(90°-θ1)=cosθ1,即tanθ1=,得θ1=30°。故答案為A。答案:A6.半徑為R的玻璃半圓柱體,截面如圖所示,圓心為O,兩束平行單色光沿截面射向圓柱面,方向與底面垂直,∠AOB=60°,若玻璃對此單色光的折射率n=,則兩條光線經(jīng)柱面和底面折射后的交點與O點的距離為()A. B. C. 解析:如圖所示,光線A過圓心傳播方向不變。光線B經(jīng)過柱面時,折射角為θ1,由折射定律得n=,sinθ1=sin60°=,得θ1=30°由幾何知識可得OE=光線BE從E點射入空氣,折射角θ2=60°由幾何知識得OD=。故選項B是正確的。答案:B7.現(xiàn)代高速公路上的標志牌都使用“回歸反光膜”制成,夜間行車時,它能把車燈射出的光逆向反射,標志牌上的字特別醒目。這種“回歸反光膜”是用球體反射元件制成的,如圖所示,反光膜內均勻分布著直徑為10μm的細玻璃珠,所用玻璃的折射率為,為使入射的車燈光線經(jīng)玻璃珠折射→反射→再折射后恰好和入射光線平行,那么第一次入射的入射角應是()° ° ° °解析:已知入射光線和出射光線平行,所以光在三個界面上改變了傳播方向,光線在玻璃珠的內表面反射時具有對稱性,由此可作出光路圖如圖所示。由幾何關系可知i=2r,①根據(jù)折射定律有n=,②由①②可得i=60°。答案:D8.為了觀察門外情況,有人在門上開一小圓孔,將一塊圓柱形玻璃嵌入其中,圓柱體軸線與門面垂直,如圖所示。從圓柱底面中心看出去,可以看到的門外入射光線與軸線間的最大夾角稱作視場角。已知該玻璃的折射率為n,圓柱長為l,底面半徑為r。則視場角是() 解析:光路如圖所示,依題意可得sinθ2=,由n=,得θ1=arcsin。答案:B9.“測定玻璃的折射率”實驗中,在玻璃磚的一側豎直插兩個大頭針A、B,在另一側再豎直插兩個大頭針C、D。在插入第四個大頭針D時,要使它。如圖是在白紙上留下的實驗痕跡,其中直線a、a'是描在紙上的玻璃磚的兩個邊。根據(jù)該圖可算得玻璃的折射率n=(計算結果保留兩位有效數(shù)字)。

解析:進行測定玻璃折射率的實驗時,是利用插針法確定入射光與出射光的光路的。利用插大頭針A、B得到進入玻璃的入射光線的光路,在另一側插一枚大頭針C使其擋住A、B的像,插入另一枚大頭針D使其擋住C及A、B的像,從而確定出射光路。根據(jù)入射點和出射點的連線確定玻璃中的折射光路,并作出法線,用量角器量出入射角θ1和折射角θ2,利用折射定律n=確定玻璃的折射率。答案:擋住C及A、B的像~都算對)10.如圖所示,一玻璃球體的半徑為R,O為球心,AB為直徑。來自B點的光線BM在M點射出,出射光線平行于AB,另一光線BN恰好在N