2019-2020年物理粵教版選修3-4課后集訓：第四章第一節(jié)光的折射定律-Word版含解析

1、2019-2020年物理粵教版選修3-4課后集訓：第四章第一節(jié)光的折射定律 Word版含解析基礎(chǔ)過關(guān)1.光線從空氣射到某種介質(zhì)的表面上,一部分發(fā)生反射,一部分發(fā)生折射.已知入射角為30,介質(zhì)的折射率為1.5,則反射光線與法線的夾角為_,折射光線與法線的夾角為_.解析：由反射定律可知反射角為30,由折射定律可知折射角為arcsin.答案：30 arcsin2.有人在游泳池邊上豎直向下觀察池水的深度,看到池水的深度約為h,已知水的折射率n=4/3,那么,水的實際深度約為多少?解析：設(shè)水池的實際深度為H,水的視深為h,從正上方沿豎直向下的方向觀察池底S時,由于光的折射現(xiàn)象,其視深位置在S處,觀察光路

2、如圖4-1-3所示.圖4-1-3由幾何關(guān)系和折射定律可知：sini=nsinO1O2=htani=Htan考慮到從正上方觀察時,角度i和均很小,所以有：sinitanisintan因此H=答案：3.某單色光在真空中的波長為,波速為c,它在折射率為n的介質(zhì)中的速率為( )A.c/n B.c/n C.nc D.c答案：A4.一條光線從空氣射入折射率為的介質(zhì)中,入射角為45,在界面上入射光的一部分被反射,另一部分被折射,則反射光線和折射光線的夾角是( )A.75 B.90 C.105 D.120解析：如圖4-1-4所示,根據(jù)折射定律,則sinr=,r=30,反射光線與折射光線的夾角=180-45-3

3、0=105,C正確.圖4-1-4答案：C5.設(shè)有一圓柱形容器高20 cm,底面直徑15 cm,人眼在容器旁邊某處向內(nèi)觀察,能看到的最深點P的深度是11.25 cm,若在該容器內(nèi)注滿某種液體,則人恰好可看到容器的底部Q,那么注入液體的折射率為_.解析：如圖4-1-5所示,則有：圖4-1-5sini=,sinr=,根據(jù)折射定律n=.答案：6.假設(shè)地球表面不存在大氣層,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.在某些地區(qū)將提前,在另一些地區(qū)將延后 D.不變解析：如圖4-1-6所示,假設(shè)地球表面不存在大氣層,則地球上M處的人只能等到太陽運動到S處才看見日出,而地

4、球表面存在大氣層時,太陽運動到S處,陽光經(jīng)大氣層折射后即射至M點,故M點觀察到的日出時刻比不存在大氣層時要提前.正確選項為B.圖4-1-6答案：B綜合運用7.如圖4-1-7中,一玻璃柱體的橫截面為半圓形.細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和折射光束2.已知玻璃折射率為,入射角為45（相應的折射角為24).現(xiàn)保持入射光不變,將半圓柱繞O點在圖示平面內(nèi)順時針轉(zhuǎn)過15,如圖中虛線所示,則( )圖4-1-7A.光束1轉(zhuǎn)過15 B.光束1轉(zhuǎn)過30C.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解析：轉(zhuǎn)動前,光束1（反射光)與入射光線間的夾角為A=452=90,光束2

5、（折射光)與入射光線間的夾角為B=45+（180-24)=201.轉(zhuǎn)動后,反射光與入射光的夾角A=602=120，據(jù)折射定律,得r=30,則折射光與入射光間的夾角為B=60+（180-30)=210.因為A=A-A=30,B=B-B=9,故B、C項正確.答案：BC8.如圖4-1-8所示,人站在距槽邊D為L=1.2 m處,剛好能看到槽底B的位置,人眼睛距地面高度H=1.6 m.槽中注滿某種透明液體時,人剛好能看到槽底中央O點處.求：（1)這種液體的折射率.（2)光在該液體中的傳播速度.圖4-1-8解析：連接人眼與B點,延長CD為法線,從圖中可知入射角2=CDB.連接D與O點,則折射角1=CDO.

6、這樣由公式,即可求出液體的折射率n和光在此液體中的傳播速度.因為sin2=sinCDB=又因為sin1=由sin2=得BD=CD=代入得CD=sin1=故液體折射率n=1.71,光在該液體中速度：v=1.71108 m/s.答案：（1)1.71 （2)1.75108 m/s9.如圖4-1-9所示,一個人發(fā)現(xiàn)水中S處有一溺水者,溺水者離岸的距離SB=10 m,而發(fā)現(xiàn)者在A處,距B點的距離為20 m,此人在岸上跑動的速度為5 m/s,而在水中的速度為1 m/s,發(fā)現(xiàn)者為盡快到達溺水者處,他應在何處下水?圖4-1-9解析：這是一個運動學問題,但與光的折射現(xiàn)象有相似之處,發(fā)現(xiàn)者為了盡快到達S處,假設(shè)他

7、從P處下水.（BP=x),就相當于入射光的入射角為i=90,sini/sinr=5,因為sinr=,所以=5,解得x=m=2.04 m.即發(fā)現(xiàn)者應從距B點2.04 m處下水.答案：2.04 m10.一長直桿長1.5 m,垂直立于底部平坦、水面平靜無波的游泳池中，露出水面部分高0.3 m,當陽光以與水面成37的夾角入射時,桿在游泳池底部所成的影長為多少?已知水的折射率n=.解析：依題意作圖如圖4-1-10所示,依據(jù)折射定律圖4-1-10n=,得sinr=,r=37,影長s=0.3tan53 m+1.2tan37 m=0.3m+1.2m=1.3 m.答案：1.3 m11.在折射率為n、厚度為d的玻

8、璃平板上方的空氣中有一點光源S,從S發(fā)出的光線SA以角度入射到玻璃板上表面,經(jīng)過玻璃板后從下表面射出,如圖4-1-11所示.若沿此光線傳播的光從光源到玻璃板上表面的傳播時間與在玻璃板中的傳播時間相等,點光源S到玻璃上表面的垂直距離L應是多少?圖4-1-11解析：設(shè)光線在玻璃中的折射角為r,則光線從S到玻璃板上表面的傳播距離為,光線從S到玻璃板上表面的傳播時間為，其中c是真空中的光速,光在玻璃板中的傳播距離為,光在玻璃中的傳播時間為由折射定律：sin=nsin根據(jù)題意得：聯(lián)立解得：L=答案：12.如圖4-1-12所示,光線投射到折射率為的玻璃球上,入射角為60,射入球體的光線經(jīng)過一次反射后,再經(jīng)

9、過一次折射從球體射出,則射出光線與入射光線之間的夾角為_.圖4-1-12解析：光路圖如圖4-1-13根據(jù)折射定律：圖4-1-13=30,COD=60,根據(jù)折射光路的可逆性=60,OCD=60,在COD中,ODC=60,EAFC,兩光線的夾角為180.答案：18013.光線以60的入射角從空氣射入玻璃中,折射光線與反射光線恰好垂直.（真空中的光速c=3.0108 m/s)（1)畫出折射光路圖;（2)求出玻璃的折射率和光在玻璃中的傳播速度;（3)當入射角變?yōu)?5時,折射角等于多大;（4)當入射角增大或減小時,玻璃的折射率是否變化?說明理由.解答：先畫出玻璃與空氣的界面.再過入射點作出界面的垂線即為法線,然后根據(jù)光的反射定律和折射定律作出入射光線、反射光線和折射光線；求出折射角r后，據(jù)n=求出n，當入射角變化時，這一比值保持不變即玻璃的折射率并不改變，據(jù)n=求出v.（1)由題意知入射角i=60,反射角=60,折射角r=180-6