高二物理人版選修3-4練習(xí)-13.1光的反射和折射

...wd......wd......wd...第十三章 光1光的反射和折射A組(15分鐘)1.光從某介質(zhì)射入空氣,入射角θ1從零開場(chǎng)增大到某一值的過(guò)程中,折射角θ2也隨之增大,則以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是 ()A.比值θ1B.比值sinC.比值sinD.比值sin解析:因折射率不變,可知sinθ1sinθ2不變,A錯(cuò)誤,B正確;又入射角小于折射角,答案:BD2.假設(shè)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B.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)中的速度較小解析:由n=sinθ1sinθ2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θ1共同決定,因此選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;由n=cv可知,介質(zhì)的折射率越大答案:D3.如以以下列圖,光在真空和介質(zhì)的界面MN上發(fā)生偏折,那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A.光是從真空射向介質(zhì)B.介質(zhì)的折射率約為1.73C.光在介質(zhì)中的傳播速度約為1.73×108m/sD.反射光線與折射光線成60°角解析:因?yàn)檎凵浣谴笥谌肷浣?所以光是從介質(zhì)射向真空的,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;據(jù)折射率公式n=sin60°sin30°,所以n≈1.73,選項(xiàng)B正確;再由折射率n=cv,代入數(shù)據(jù)得v≈1.73×108m/s,選項(xiàng)C正確;反射光線與折射光線成90°角答案:BC4.光線由空氣射向某介質(zhì),當(dāng)入射角為i時(shí),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=ctani D.n=cosi,解析: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答案:C5.導(dǎo)學(xué)號(hào)38190077如以以下列圖,一束單色光射入一玻璃球體,入射角為60°,光線在玻璃球內(nèi)經(jīng)一次反射后,再次折射回到空氣中時(shí)與入射光線平行。此玻璃的折射率為()A.2 B.1.5 C.3 D.2解析:根據(jù)題意畫出光的傳播光路圖如以以下列圖。作OD使其與入射光和出射光平行,由幾何知識(shí)得∠AOB=60°+60°=120°,所以∠ACB=60°,得到折射角為30°,所以n=sin60°答案:C6.如以以下列圖,直角三棱鏡ABC的一個(gè)側(cè)面BC緊貼在平面鏡上,∠BAC=β。從點(diǎn)光源S發(fā)出的一細(xì)光束SO射到棱鏡的另一側(cè)面AC上,適當(dāng)調(diào)整入射光SO的方向。當(dāng)SO與AC成α角時(shí),其折射光與鏡面發(fā)生一次反射,從AC面射出后恰好與SO重合,則此棱鏡的折射率為()A.cosαcosβC.sinαcosβ解析:根據(jù)題意可知,光在AC上發(fā)生折射,入射角為π2-α,折射角為π2-β,根據(jù)折射定律可得折射率n=sinπ2答案:A7.某同學(xué)做測(cè)定玻璃折射率實(shí)驗(yàn)時(shí),用他測(cè)得的多組入射角θ1與折射角θ2作出sinθ1-sinθ2圖象,如以以下列圖,以下判斷中正確的選項(xiàng)是()A.他做實(shí)驗(yàn)時(shí),研究的是光從空氣射入玻璃的折射現(xiàn)象B.玻璃的折射率為0.67C.玻璃的折射率為1.5D.他做實(shí)驗(yàn)時(shí),研究的是光從玻璃射入空氣的折射現(xiàn)象解析:圖象的斜率k即是玻璃折射率,由題圖易得k=n=10.67=1.5,應(yīng)選項(xiàng)C正確,B錯(cuò)誤;由于n=1.5>1,所以研究的是光從空氣射入玻璃的情況,選項(xiàng)A答案:AC8.導(dǎo)學(xué)號(hào)38190078一半徑為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(guò)球心O的豎直平面內(nèi)的光線,平行于桌面射到球體外表上,折射入球體后再?gòu)呢Q直外表射出,如以以下列圖。入射光線與桌面的距離為3R2解析:如以以下列圖,設(shè)入射光線與14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α為入射角,過(guò)C點(diǎn)作球體水平外表的垂線,垂足為B,依題意,∠COB=α又由△OBC知sinα=32, 設(shè)光線在C點(diǎn)的折射角為β,由折射定律得sinα由①②式得β=30°。由幾何關(guān)系知,光線在球體的豎直外表上的入射角γ為30°。由折射定律得sinγsinθ=13,因此sinθ=3答案:60°B組(15分鐘)1.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,如以以下列圖。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(chǎng)角。該玻璃的折射率為n,圓柱長(zhǎng)為l,底面半徑為r,則視場(chǎng)角的正弦是()A.nlr2+C.rr2+解析:光路圖如以以下列圖n=sinisinα,sin所以sini=nsinα=nrr2答案:B2.如以以下列圖,在長(zhǎng)方體玻璃磚的底面中心和實(shí)心玻璃半球的球心處,分別放有點(diǎn)光源,人從上面觀察,看到的像點(diǎn)位置 ()A.均在點(diǎn)光源位置B.均在點(diǎn)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解析:玻璃磚底面中心點(diǎn)光源發(fā)出的光,經(jīng)玻璃外表折射后,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(diǎn)光源發(fā)出的光射出時(shí)不發(fā)生偏折,看到的像點(diǎn)仍在光源處,選項(xiàng)C正確,A、B、D錯(cuò)誤。答案:C3.如以以下列圖,井口大小和深度一樣的兩口井,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解析:根據(jù)邊界作出邊界光線,如以以下列圖。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(huì)覺得井口大些,且可看到更多的星星,應(yīng)選項(xiàng)A正確,B、C、D錯(cuò)誤。答案:A4.如以以下列圖,一根豎直插入水中的桿AB,在水中局部長(zhǎng)1.0m,露出水面局部長(zhǎng)0.3m,水的折射率為43,則當(dāng)陽(yáng)光與水平面成37°角時(shí),桿AB解析:光路如以以下列圖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(zhǎng)s=0.3m·tan53°+1m·tan37°=1.15m。答案:1.15m5.導(dǎo)學(xué)號(hào)38190079如以以下列圖,兩面平行的玻璃磚下外表涂有反射物質(zhì),一束與上外表成30°角入射的光線,在右端垂直標(biāo)尺上形成了A、B兩個(gè)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。解析:(1)光路圖如以以下列圖。(2)光束入射角i=90°-30°=60°設(shè)折射角為r,n=sinisinr,由幾何關(guān)系有BO=EO·tan30°,AO=CO·tan30°,AB=AO-BO=(CO-EO)·tan30°=CE·tan30°。且CE=2dtanr,代入數(shù)據(jù)解得答案:(1)見解析圖(2)6cm6.如以以下列圖,一等腰直角三棱鏡放在真空中,斜邊BC=d,一束單色光以60°的入射角從AB側(cè)面的中點(diǎn)入射,折射后從側(cè)面AC折射出。三棱鏡的折射率n=62,單色光在真空中的光速為c(1)第一次折射時(shí)的折射角;(2)此單