選修光的折射率練習(xí)帶答案

1、第四章光的折射第1節(jié)光的折射定律1 .光從一種介質(zhì)射到它與另一種介質(zhì)的 時,一局部或全部光會返回到原介質(zhì)的現(xiàn)象,叫反射現(xiàn)象.發(fā)生反射現(xiàn)象時,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,一局部光進(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,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i的 正弦與折射角r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,入射角的 與折射角的 之比,叫做這種介質(zhì)的絕對折射率,簡稱折射率,用符號 n表示.4 .關(guān)于光的折射現(xiàn)象,說法正確

2、的選項是 A.光的傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象叫光的折射B.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.假設(shè)光從空氣射入液體中,它的傳播速度一定增大5.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)時折射角較大B.光由空氣射入該介質(zhì)時折射角較小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),那么折射率越大的介質(zhì)A.折射角越大,表示這種介質(zhì)對光線的偏折作用越大B.折射角越大,表示這種介質(zhì)對光線的偏折作用越小C.折射角越小,表示這種介質(zhì)對光線的偏折作用越大D.折射角越小,表示這種介質(zhì)對光線的偏折作用越小知識點一 折射現(xiàn)象的定性分析

3、1 .假設(shè)地球外表不存在大氣層, 那么人們觀察到的日出時刻與實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?在另一些地區(qū)將延后D.不變2 . 一個人站在湖邊,觀察離岸一段距離的水下的一條魚,這個人看到的魚的位置和魚在水下真實的位置相比擬,以下說法中正確的選項是A.在魚真實位置的正下方某處B.在魚真實位置上方的某處C.在魚真實位置下方偏向觀察者的某處D.所給條件缺乏,無法確定觀察到的魚的位置知識點二對折射率的理解3 .關(guān)于折射率,以下說法正確的選項是多項選擇A.根據(jù)晅2=n可知,介質(zhì)的折射率與入射角的正弦成正比 sin r8 .根據(jù)晅'=n可知,介質(zhì)的折射率與折射角的正弦

4、成反比 sin r cC.根據(jù)n =-可知,介質(zhì)的折射率與介質(zhì)中的光速成反比 vD.同一頻率的光由第一種介質(zhì)進(jìn)入第二種介質(zhì)時,折射率與介質(zhì)中波長成反比4. 兩束不同頻率的單色光 a、b從空氣平行射入水中,發(fā)生了如圖1所示的折射現(xiàn)象a > B .以下結(jié)論中正確的選項是多項選擇圖1A.在水中的傳播速度,光束 a比光束b大B.在水中的傳播速度,光束 a比光束b小C.水對光束a的折射率比水對光束b的折射率小D.水對光束a的折射率比水對光束b的折射率大向的透明材料折射定律的應(yīng)用技巧5. 一半徑為R的1/4球體放置在水平桌面上,球體由折射率為 制成.現(xiàn)有一束垂直于過球心 O的豎直平面內(nèi)的光線,平行于

5、桌面射到球體外表上,折射入球體后再從豎直外表射出, 如圖2所示.入射光線與桌面的距離為/R2.求出射角r.6. 一長直桿長1.5 m,垂直立于底部平坦、水面平靜無波的游泳池中,露出水面局部高0.3 m,當(dāng)陽光以與水面成 37°的夾角入射時,桿在游泳池底部所成的影長為多少水的折射率n = 4. 31 .關(guān)于光的反射與折射,以下說法正確的選項是A.光發(fā)生反射時,光的傳播方向一定改變8 .光發(fā)生反射時,光的傳播方向可能偏轉(zhuǎn)90°C.光發(fā)生折射時,一定伴隨著反射現(xiàn)象D.光發(fā)生反射時,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 A接收到地球外表P處發(fā)出的光信

6、號,那么A感知到的發(fā)光物應(yīng)在A.圖中P點B.圖中P點靠M的一側(cè)C.圖中P點靠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O點半圓的圓心,產(chǎn)生反射光束1和透射光束2.玻璃柱的折射率為,3,入 射角為45.相應(yīng)的折射角為24.現(xiàn)保持入射光不變,將半圓柱繞通過 O點垂直 于紙面的軸線順時針轉(zhuǎn)過 15° ,如圖中虛線所示,那么多項選擇圖4A.光束1轉(zhuǎn)過15°B.光束1轉(zhuǎn)過30°C.光束2轉(zhuǎn)過的角度小于15°D.光束2轉(zhuǎn)過的角度大于15°4 . 一條光線以40°的入射角從真空射到平板透明

7、材料上,光的一局部被反射,一局部被折射,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、n、田三種介質(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,由此可以判斷圖5A.光在介質(zhì)n中傳播的速度最小B.介質(zhì)田的折射率最小C.光在介質(zhì)I中的傳播速度最大D.介質(zhì)田的折射率最大6 .如圖6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(jìn)入空氣,測得出射光線與入射光線夾角為30.,那么棱鏡的折射B.D.率為a-2C.

8、 37 .如圖7所示,兩塊相同的玻璃直角三棱鏡 ABC兩者的AC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O垂直于AB面入射,在圖示的出射光線中A. 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 R= 10 cm,折射率為n = J3,直徑AB與屏 幕MNS直并接觸于A點.激光a以入射角r =30°射向半圓玻璃磚的圓心 Q結(jié)果 在水平屏幕MN±出現(xiàn)兩個光斑.求兩個光斑之間的距離 L.圖89

9、. 一光線以很小的入射角i射入一厚度為d、折射率為n的平板玻璃,求出射 光線與入射光線之間的距離i很小時,sin ii, cos i-1.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當(dāng)L=n sin r3 .正弦正弦4 . C5 . D 由n=sL可知,光由空氣射入介質(zhì)時的折射角是由折射率n和入射sin rc角i共同決定的,所以 A、B均錯.由n= c可知,介質(zhì)的折射率越大,光在該介質(zhì) v中的速度越小,故C錯,D正確.6 . C 根據(jù)折射率的定義 n = 叨L,在入射角相同的情況下,折射角越小的 sin r介質(zhì),其折射率越大,該介質(zhì)對光線的偏折作

10、用越大；反之,折射角越大的介質(zhì), 其折射率越小,該介質(zhì)對光線的偏折作用越小.故 C正確.課堂探究練1. B假設(shè)地球周圍沒有大氣層,太陽光將沿直線傳播,如下圖,在地球上B點的人將在太陽到達(dá) A'點時看到日出；而地球外表有大氣層時,由于空氣的折射率 大于1,并且離地球外表越近,大氣層的密度越大,折射率越大,太陽光將沿如圖 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)為太陽位于地平線上的A'點,而此時太陽還在地平線以下,相當(dāng)于日出時刻提前了,所以無大氣層時日出的時間將延后.點評 將大氣層看成數(shù)層折射率由上到下地球外表依次增大的均勻介質(zhì)

11、層疊 合而成的；光由折射率較小的介質(zhì)斜射向折射率較大的介質(zhì)時,光線將向法線偏 折.以上兩點即可確定光在大氣中的傳播情況.2. B如下圖,人在岸上看離岸一段距離的水下的魚,應(yīng)是從魚的位置發(fā)出的光實際上是魚的反射光,經(jīng)折射后射入人的眼睛,看到的是魚的像.把魚看做一個 發(fā)光點S,人看到的是折射光線的反向延長線交于發(fā)光點S的右上方S'點,這說明人看到的是魚的虛像,且位置是偏向右上方,所以選項B正確.點評 此類題目,要根據(jù)題意畫出光路圖,再根據(jù)光路圖解決題目中提出的問 題.3. CD 介質(zhì)的折射率n與入射角i及折射角r的正弦無關(guān),即A、B錯；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),

12、C正確；光由一種介質(zhì)進(jìn)入一 ,.一,、- c 入真 f 入真一,另一種介質(zhì)頻率不變,由 n = -=得折射率與介質(zhì)中的波長成反比,D正v 人介f 人介確.點評 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.,. sin ic4. AC 由公式n=,可得折射率na<n* C正確,D錯快.由v=： na<nbsin rn知Va>Vb, A正確,B錯誤.點評折射率是反映介質(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)對確定的單色光而言,對應(yīng)的折射率一定,不同介質(zhì)對 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= snL-,其中

13、“i表示光在空氣中的入射角,在 sin i 一定的條件下,折射率較 sin r大的介質(zhì)中,光線的折射角的正弦值sin r較小.可見,光的折射率表示在折射現(xiàn)象中折射光線相對于入射光線偏折程度的物理量.公式n=V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球體的交點為C,連接OG OC即為入射點的法線.因 此,圖中的角a為入射角.過C點作球體水平外表的垂線, 垂足為B.依題意,/COB =i.又由AOBC知為 一BC 23sin i-R-= 2 5 i=60° .設(shè)光線在 C點的折射角為rb由折射定

14、律得sin is=也,由以上兩式得ri = 30° .由幾何關(guān)系知,光線在球體的豎直外表上的入 sin ri射角i i如圖為30° .由折射定律得s1n i 1 = ；,因此sin r =坐,r=60° . sin ri 326. 1.3 m解析 依題意作圖如下圖,依據(jù)折射定律n = sn,得sin r =S立一=sin rnsin 53 °34- 5,3/ 8 2=37°,影長 s = 0.3Xtan 53° m 1,2 xtan 37° f0,3 x 4 m+1.2 x3 34m)F= 1.3 m.方法總結(jié)利用光路圖解決

15、光的折射問題的方法：(1)根據(jù)題意畫出正確的光路圖.首先要找到入射的界面,同時準(zhǔn)確地作出法線, 再根據(jù)折射定律和入射光線畫出折射光線,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.(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n = L中的各量sin r準(zhǔn)確對應(yīng),比方一定要確定準(zhǔn)哪個角在分子上、哪個角在分母上.sin ic(3)利用折射定律n =剪匚、折射率與光速的關(guān)系 n = c列方程,結(jié)合數(shù)學(xué)三角 sin rv函數(shù)的關(guān)系進(jìn)行運算.課后穩(wěn)固練1. ABC 光發(fā)生反射時,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,反

16、射角為零,光線不改變方向,實際上光的傳播方向 改變180° ,選項A正確；當(dāng)入射角為45°時,反射角也為45° ,光的傳播方向 偏車專90° ,選項B正確；光發(fā)生折射時,一定伴隨著反射現(xiàn)象,而當(dāng)發(fā)生全反射現(xiàn) 象時,只有反射現(xiàn)象而無折射現(xiàn)象,選項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)出的光信號的光路大致如圖中實線所示,由圖可知選項B正確,A C、D錯誤.3. BC 轉(zhuǎn)動前,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&#

17、176; 24° =201° .轉(zhuǎn)動sin 60根據(jù)折射te律,sjnq4 得0=30.,那么折射光線與入射光線間的夾角為B' =60° +(180° -30° )后,反射光線與入射光線的夾角 A =60° X2=120°= 210° ,因此 AA= A a a= 30° , B= B' B= 9° ,故 B、C項正確.4. C由sL=n>1得折射角r<i =40.,由反射定律得i ' = i =40.,如圖所 sin r示,故折射光線與反射光線的夾角 小=1

18、80° i ' r = 140° r ,所以100° <<140° .5. AB 由相對折射率和絕對折射率的關(guān)系可知:msin 45 ° = esin 40 °m<n2n2sin 26 ° = csin 40 °n2>n3n1>n3而 msin 45 ° sin 26 ° = ntsin 2 40° ,所以即n2>nI>n3, B項對,D項錯.由 n1V1 = n2v2= n3v3= c,可知 V2<Vi<V3, A項對,C項錯.6. C 頂角A為30； 那么光從AC面射出時,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 、, 廠 sin i義可知n = -=j3, C項正確.sin r7. B 光束射