高中物理《選擇性必修第一冊》課后習(xí)題 1　光的折射

第四章光1光的折射必備知識基礎(chǔ)練1.(多選)光從某介質(zhì)射入空氣,入射角θ1從零開始增大到某一值的過程中,折射角θ2也隨之增大,則下列說法正確的是()A.比值θ1B.比值sinC.比值sinD.比值sin2.光線由空氣射向某介質(zhì),當(dāng)入射角為i時,折射光線與反射光線正好垂直,那么這種介質(zhì)的折射率和光在該介質(zhì)中的速度分別為()A.n=sini,v=c·sini B.n=tani,v=c·taniC.n=tani,v=ctanD.n=cosi,v=c3.(多選)(2021山東青島模擬)如圖所示,虛線表示兩種介質(zhì)的界面及其法線,實線表示一條光線射向界面后發(fā)生反射和折射的光線,以下說法正確的是()A.bO是入射光線 B.aO是入射光線C.cO是入射光線 D.Ob是反射光線4.(2021河北唐山檢測)現(xiàn)在高速公路上的標(biāo)志牌都用“回歸反光膜”制成,夜間行車時,它能把車燈射出的光逆向返回,標(biāo)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(nèi)均勻分布著直徑為10μm的細(xì)玻璃珠,所用玻璃的折射率為3,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°5.在水中的潛水員斜向上看岸邊的物體時,看到的物體()A.比物體所處的實際位置高B.比物體所處的實際位置低C.跟物體所處的實際位置一樣高D.以上三種情況都有可能6.如圖所示,一根豎直插入水中的桿AB,在水中部分長1.0m,露出水面部分長0.3m,已知水的折射率為43,則當(dāng)陽光與水平面成37°時,桿AB在水下的影長為多少?sin37°=35,cos37°=47.(2021湖南高二期末)如圖所示為一個半徑為R的透明介質(zhì)球體,M、N兩點在一條直線上關(guān)于球心O對稱,與球心的距離均為85R,一細(xì)束單色光從M點射向透明介質(zhì)球體,從P點射入,穿過球體后到達(dá)N點。PA垂直于MN,且PA=35R,設(shè)光在真空(空氣)中傳播的速度為c。已知sin37°=35,cos37°=45(1)介質(zhì)球的折射率;(2)光從M點射出后到達(dá)N點所用的時間。關(guān)鍵能力提升練8.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,可以看到門外入射光線與軸線間的最大夾角稱為視場角。已知該玻璃的折射率為n,圓柱長為l,底面半徑為r,則視場角的正弦是()A.nlr2+C.rr2+9.如圖所示,在長方體玻璃磚的底面中心和實心玻璃半球的球心處,分別放有點光源,人從上面觀察,看到的像點位置()A.均在點光源位置B.均在點光源上方C.玻璃磚的在光源上方,玻璃半球的在光源處D.玻璃磚的在光源處,玻璃半球的在光源上方10.如圖所示,井口大小和深度相同的兩口井,一口是枯井,一口是水井(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11.一半徑為R的14球體放置在水平桌面上,球體由折射率為3的透明材料制成?，F(xiàn)有一束位于過球心O的豎直平面內(nèi)的光線,平行于桌面射到球體表面上,折射入球體后再從豎直表面射出,如圖所示。已知入射光線與桌面的距離為3R212.如圖所示,兩面平行的玻璃磚下表面涂有反射物質(zhì),一束與上表面成30°角入射的光線,在右端垂直標(biāo)尺上形成了A、B兩個光斑,A、B間距為4cm,已知玻璃磚的折射率為3。(1)畫出形成兩光斑的光路圖;(2)求此玻璃磚的厚度d。參考答案1光的折射1.BD因折射率不變,可知sinθ1sinθ2不變,A錯誤,B正確;又因為入射角小于折射角,2.C由于折射光線與反射光線正好垂直,所以折射角r=90°-i,則n=sinisinr=sinisin(90°-i)=tani,A、D項錯誤3.BD由于反射角等于入射角,入射光線、反射光線關(guān)于法線對稱,所以aO、Ob應(yīng)是入射光線或反射光線,PQ是法線。又因為反射光線、折射光線都不與入射光線位于法線同側(cè),所以aO是入射光線,Ob是反射光線,Oc是折射光線。4.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=sinθsinα=2sinαcosαsinα,cosα=5.A物體反射的光斜射到水面上,會發(fā)生折射現(xiàn)象,當(dāng)光進(jìn)入水中后會靠近法線,射入潛水員眼睛,而潛水員的眼睛認(rèn)為光始終沿直線傳播,逆著光的方向形成虛像,所以比實際位置高,故選A。6.答案1.15m解析光路如圖所示由題意可得入射角為53°由折射定律sinsin53則θ2=37°,由幾何關(guān)系得影長s=0.3m·tan53°+1m·tan37°=1.15m。7.答案(1)85(2)解析(1)根據(jù)題意畫出光路圖如圖所示根據(jù)幾何知識有AO2=R2-PA2解得AO=45又因為MO=85所以有AO=AM,α=θ,β=α+θ因為sinα=sinθ=3所以sinβ=sin(α+θ)=24根據(jù)折射定律有n=sinβ(2)光在介質(zhì)中的傳播速度為v=cn光在介質(zhì)外傳播的時間為t1=2光在介質(zhì)中傳播的時間為t2=l所以光從M點射出后到達(dá)N點所用的時間為t=t1+t2=114R8.B光路圖如圖所示。n=sinisinα,sin所以sini=nsinα=nrr29.C玻璃磚底面中心點光源發(fā)出的光,經(jīng)玻璃表面折射后,折射角大于入射角,人逆著折射光看去,看到的虛像在光源上方,玻璃半球球心處的點光源發(fā)出的光射出時不發(fā)生偏折,看到的像點仍在光源處,選項C正確,A、B、D錯誤。10.A根據(jù)邊界作出邊界光線,如圖所示。水井中的青蛙相當(dāng)于枯井中離開井底一定高度的青蛙看向井口和天空,β>α,所以水井中的青蛙會覺得井口大些,且可看到更多的星星,故選項A正確,B、C、D錯誤。11.答案60°解析如圖所示,設(shè)入射光線與14球體的交點為C,連接OC,OC即為入射點的法線。因此,圖中的角α為入射角,過C點作球體水平表面的垂線,垂足為B,依題意,∠COB=α又由△OBC知sinα=32,①設(shè)光線在C點的折射角為β,由折射定律得sinαsinβ由①②式得β=30°。由幾何關(guān)系知,光線在球體的豎直表面上的入射角γ為30°。由折射定律得sinγsinθ=13,因此sinθ=312.答案(1)見解析圖(2)