2024-2025學(xué)年高中物理第四章光的折射1光的折射定律課時評價含解析教科版選修3-4

PAGE7-光的折射定律(40分鐘100分)一、選擇題(本題共6小題,每題6分,共36分)1.(2024·巴中高二檢測)一束光由空氣射入某介質(zhì),當(dāng)入射光線和界面的夾角為30°時,折射光線恰好與反射光線垂直,則光在該介質(zhì)中的傳播速度是 ()A.B.C.cD.c【解析】選D。光路如題圖所示。依據(jù)折射定律得介質(zhì)的折射率n==,由n=得光在介質(zhì)中的傳播速度v==c。故選D。2.如圖所示,一條光線通過一個在水中的球形空氣泡,下列哪一條表示出射光線的路徑 ()A.光線1 B.光線2C.光線3 D.光線4【解析】選A。光先從水進(jìn)入空氣泡中,由折射定律可知折射角應(yīng)大于入射角;然后又從空氣射入水中,折射角應(yīng)小于入射角。綜上所述,只有光線1符合要求,故選項A正確。3.如圖所示畫的是光線由空氣進(jìn)入玻璃棱鏡、再由棱鏡射入空氣的一條光路圖。指出哪種狀況是可能發(fā)生的 ()【解析】選A。當(dāng)光線與界面垂直時,入射角等于折射角,均為0°,故B項不行能發(fā)生;再由空氣中的夾角大于介質(zhì)中的夾角,C、D兩項中其次次折射均不行能發(fā)生;只有A項中第一次折射時,入射角等于折射角,均為0°,其次次折射時空氣中的夾角大于介質(zhì)中的夾角,故選A。4.如圖所示,一束可見光穿過平行玻璃磚后,變?yōu)閍、b兩束單色光。假如光束b是藍(lán)光,則光束a可能是 ()A.紅光B.黃光C.綠光D.紫光【解析】選D。a、b兩束單色光穿過平行玻璃磚后,a單色光的側(cè)移量更大,所以a單色光比b單色光的折射率更大,a單色光比b單色光的頻率大,因為b單色光為藍(lán)光,所以a單色光可能為紫光,D選項正確。5.(多選)一束白光通過三棱鏡后發(fā)生了色散現(xiàn)象,如圖所示。下列說法正確的是 ()A.玻璃對紅光的折射率最小,紅光的偏折角最小B.玻璃對紫光的折射率最小,紫光的偏折角最小C.黃光在玻璃中的傳播速度比紫光大D.屏幕上各色光由下到上的排列依次為:紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫【解析】選A、C。試驗表明:玻璃對紅光的折射率最小,紅光的偏折角最小,A對,B錯;依據(jù)v=知,C正確;屏幕上各色光由上到下的排列依次為:紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫,D錯?！究偨Y(jié)提升】折射現(xiàn)象中的兩條規(guī)律(1)同一種介質(zhì)對不同色光的折射率不同,對紅光的折射率最小,偏折角最小;對紫光的折射率最大,偏折角最大。(2)由n=可知,各種色光在同一種介質(zhì)中的傳播速度不同,紅光速度最大,紫光速度最小。6.(多選)如圖所示,一束復(fù)色光從空氣中沿半圓形玻璃磚半徑方向射入,從玻璃磚射出后分成a、b兩束單色光。則 ()A.玻璃磚對a光的折射率為B.玻璃磚對a光的折射率為1.5C.b光在玻璃中的傳播速度比a光的小D.b光在玻璃中的傳播速度比a光的大【解析】選A、C。由于a光的偏折程度比b光的小,可知a光在玻璃中的折射率較小,則a光在玻璃中的傳播速度較大,故選項C正確,選項D錯誤;依據(jù)折射定律,a光在玻璃中的折射率n==,故選項A正確,選項B錯誤。二、非選擇題(24分,要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位。)7.有一缸壁厚度不計、半徑R1=0.7m的圓柱形不透光的水缸,裝有一部分水,水面安靜,缸口到水面的距離h1=0.3m。點光源S在缸底圓心處,在水面上有一遮光薄圓盤,圓盤圓心始終保持在光源S的正上方,圓盤半徑R2=0.3m,人剛好能在水缸口邊緣看到光源S的折射光。已知水的折射率n=【解析】如圖所示,設(shè)從遮光薄圓盤的邊緣射出的光的入射角為i,折射角為r,則tanr=解得:tanr=所以sinr=0.8由=n解得:sini=0.6所以tani=又tani=解得:h2=0.4答案:0.4【總結(jié)提升】折射問題的四點留意(1)依據(jù)題意畫出正確的光路圖。(2)利用幾何關(guān)系確定光路中的邊、角關(guān)系,要留意入射角、折射角的確定。(3)利用反射定律、折射定律求解。(4)留意光路可逆性、對稱性的應(yīng)用。8.(7分)(多選)如圖所示,一束光線從空氣射入某介質(zhì),入射光線與反射光線的夾角為90°,折射光線與入射光線延長線間夾角為15°,則 ()A.折射角為30°B.介質(zhì)的折射率為C.介質(zhì)的折射率為2D.光在介質(zhì)中的速度為1.5×108【解析】選A、B。入射光線與反射光線夾角為90°,故入射角i=45°,折射光線與入射光線延長線間夾角為15°,則折射角r=30°,故選項A正確;依據(jù)折射率公式有n===,故選項B正確,選項C錯誤;在介質(zhì)中的速度v==2.12×108m/s,故選項D錯誤。9.(7分)現(xiàn)在高速馬路上的標(biāo)記牌都用“回來反光膜”制成,夜間行車時,它能把車燈射出的光逆向返回,標(biāo)記牌上的字特殊醒目。這種“回來反光膜”是用球體反射元件制成的,如圖所示,反光膜內(nèi)勻稱分布著直徑為10μm的細(xì)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(yīng)是 ()A.15°B.30°C.45°D.60°【解析】選D。作光路圖如圖所示,設(shè)入射角為θ,折射角為α,則θ=2α,n==,cosα==,α=30°,所以,θ=60°,故選項D正確。10.(13分)棱長為d的正方體透亮介質(zhì)置于真空中,其橫截面ABCD如圖所示。有兩束平行光Ⅰ、Ⅱ分別從上表面的A點和AB的中點沿與水平方向成30°角的方向,同時斜射入介質(zhì)中,兩種光在界面上折射后恰好相交于正方體底面的C點處。已知真空中光速為c,求:(1)介質(zhì)對光Ⅰ、Ⅱ的折射率。(2)光Ⅰ、Ⅱ到達(dá)C點的時間差?！窘馕觥?1)由題可知,光線Ⅰ、Ⅱ在空氣中入射角為θ=60°,作出光線Ⅰ、Ⅱ在介質(zhì)中的光路圖如圖;依據(jù)幾何關(guān)系可知,光線Ⅰ在介質(zhì)中的折射角為θ1=45°,光線Ⅱ在介質(zhì)中的折射角的正弦值為sinθ2==由折射定律:n=解得n1==,n2==(2)由介質(zhì)中光速:v=可得光線Ⅰ、Ⅱ在介質(zhì)中的速度分別為:v1=,v2=,則有:Δt=-解得Δt=答案:(1)(2)11.(13分)利用半圓柱形玻璃,可減小激光光束的發(fā)