2020～2021學年新教材高中物理課時評價12光的折射定律【含答案】

光的折射定律(25分鐘·60分)一、選擇題(本題共6小題，每題6分，共36分)1．在折射現(xiàn)象中，下列說法正確的是()A．折射角一定小于入射角B．折射率跟折射角的正弦值成反比C．折射角增大為原來的2倍，入射角也增大為原來的2倍D．折射率大的介質(zhì)，光在其中傳播速度小選D。折射角可能小于入射角，也可能大于入射角，例如光從水中射入空氣時，折射角就大于入射角，故選項A錯誤；某種介質(zhì)的折射率對特定的光是一定的，不隨折射角的正弦值的變化而變化，故選項B錯誤；入射角的正弦與折射角的正弦成正比，而不是入射角與折射角成正比，故選項C錯誤；由n＝eq\f(c,v)知選項D正確。2．(濰坊高二檢測)關(guān)于光的折射及折射率的說法，下列正確的是()A．光由一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，光的傳播方向一定發(fā)生改變B．放入盛水的碗中的筷子，看起來像折了一樣，是光的折射C．光由水射入空氣中，折射角小于入射角D．光在折射率大的介質(zhì)中傳播速度大選B。若光從一種介質(zhì)垂直進入另一種介質(zhì)，則不發(fā)生偏折，故A錯誤；放入盛水的碗中的筷子，看起來像折了一樣，是光的折射，故B正確；光由水射入空氣中，折射角大于入射角，故C錯誤；根據(jù)光在介質(zhì)中的傳播速度v＝eq\f(c,n)，可知光在折射率大的介質(zhì)中傳播速度小，故D錯誤。3.一束紅光和一束紫光以適當?shù)慕嵌壬湎虬雸A柱形玻璃磚，如圖所示，紅光與紫光的出射光線都由圓心O點沿OC方向射出，則()A．AO是紅光，它穿過玻璃磚所用的時間較短B．AO是紫光，它穿過玻璃磚所用的時間較長C．AO是紅光，它穿過玻璃磚所用的時間較長D．AO是紫光，它穿過玻璃磚所用的時間較短選A。由題圖可看出兩光束的折射角相同，因玻璃對紅光的折射率較小，由折射定律可知紅光的入射角應(yīng)大于紫光的入射角，故AO為紅光；由v＝eq\f(c,n)知紅光在玻璃磚中的傳播速度較大，而紅光和紫光在玻璃磚中的光程相等，故紅光穿過玻璃磚所需時間較短，A正確，B、C、D錯誤。4.如圖所示，一束可見光穿過平行玻璃磚后，分成a、b兩束單色光，則下列說法正確的是()A．a(chǎn)光的波長小于b光的波長B．a(chǎn)光的頻率大于b光的頻率C．在該玻璃磚中，a光的傳播速度比b光大D．在真空中，a光的傳播速度比b光大選C。由折射光路可知，a光的折射程度較小，折射率較小，則a光的頻率較小，a光的波長較大，根據(jù)n＝eq\f(c,v)知，在該玻璃磚中，a光的傳播速度比b光大，選項C正確，A、B錯誤；在真空中各種光的傳播速度均相同，選項D錯誤。5.如圖所示，紅色細光束a射到折射率為eq\r(2)的透明球表面，入射角為45°，在球的內(nèi)壁經(jīng)過一次反射后，從球面射出的光線為b，則入射光線a與出射光線b的反向延長線之間的夾角α為()A．30° B．45°C．60° D．75°選A。根據(jù)對稱性作光路圖如圖所示，由折射定律得sinr＝eq\f(sin45°,n)＝eq\f(1,2)，r＝30°，則β＝15°，根據(jù)光的反射定律和幾何關(guān)系得：eq\f(1,2)α＝15°，α＝30°，故A正確。6.(汕頭高二檢測)一束單色光從空氣射向某種介質(zhì)的表面，光路如圖所示，則該介質(zhì)的折射率約為()A．1.50 B．1.41C．0.71 D．0.67選B。單色光從空氣射向該介質(zhì)時，入射角i＝45°，折射角r＝30°，則該介質(zhì)的折射率為n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\r(2)≈1.41，故選項B正確。【加固訓練】(多選)一束激光以入射角i＝30°照射液面，其反射光在固定的水平光屏上形成光斑B，如圖所示，如果反射光斑位置移動了2cm，說明液面可能()A．上升了eq\r(6)cm B．上升了eq\r(3)cmC．下降了eq\r(2)cm D．下降了eq\r(3)cm選B、D。因光斑移動方向不明確，故有兩種可能：若光斑左移2cm，則液面上升h＝eq\f(1,tan30°)cm＝eq\r(3)cm；若光斑右移2cm，則液面下降eq\r(3)cm。正確選項為B、D。二、計算題(本題共2小題，共24分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要標明單位)7.(12分)如圖，一玻璃水槽，水深h＝1.2m，身高H＝1.8m的人緊靠水槽站立。太陽光以與水平方向成θ＝37°角射在水面上，測得人在水中底部的影長L＝1.7m。(c＝3×108(1)水的折射率；(2)光在水中的傳播速度。(1)根據(jù)題意作出光路圖如圖所示。由直角三角形知識得：CD＝0.8m，所以BD＝0.9m由直角三角形知識得：∠BOD＝37°由折射率公式得：n＝eq\f(sin53°,sin37°)＝eq\f(4,3)(2)又由n＝eq\f(c,v)知v＝eq\f(c,n)＝eq\f(3×108,\f(4,3）m/s＝eq\f(9,4)×108m/s＝2.25×108m/s答案：(1)eq\f(4,3)(2)2.25×108m/s8.(12分)(佛山高二檢測)如圖為一橫截面為等腰梯形的容器，容器內(nèi)裝滿了水。當一束平行單色光斜射到水面上且與水面的夾角θ＝37°時，恰好可以照射到整個底部，已知容器內(nèi)水深h＝0.2m，水面寬d0＝0.5m，水的折射率為eq\f(4,3)，取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，光在真空中的傳播速度c＝3×108m/s。求：(1)容器底部的寬度；(2)光從水面折射后直接射到容器底部的時間(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(1)根據(jù)折射定律有n＝eq\f(sini,sinr)，其中入射角為i＝90°－37°＝53°解得折射角為r＝37°光恰好照射到整個底部，根據(jù)幾何關(guān)系可知，容器側(cè)面與水平方向的夾角為53°，則tan53°＝eq\f(h,x)解得x＝0.15m容器底部寬度d＝d0－2x＝0.2m；(2)根據(jù)幾何關(guān)系可知，光從水面射到容器底部通過的距離等于側(cè)面的長度l，則有t＝eq\f(l,v)其中l(wèi)＝eq\f(h,cos37°)且光在水里的傳播速度為v＝eq\f(c,n)聯(lián)立解得t≈1.1×10－9s答案：(1)0.2m(2)1.1×10－9s(15分鐘·40分)9.(6分)現(xiàn)在高速公路上的標志牌都用“回歸反光膜”制成，夜間行車時，它能使車燈射出的光逆向返回，所以標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作的。如圖所示，一束單色光射入一玻璃球體，入射角為60°。已知光線在玻璃球內(nèi)經(jīng)一次反射后，再次折射回到空氣中時與入射光線平行。此玻璃的折射率為()A．1 B．1.5C．eq\r(3) D．2選C。光線在玻璃球內(nèi)的光路圖如圖所示。A、C為折射點，B為反射點，OD平行于入射光線，故∠AOD＝∠COD＝60°，所以∠OAB＝30°，玻璃的折射率n＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3)，C正確。10.(6分)(多選)如圖所示，光在真空和某介質(zhì)的界面MN上發(fā)生折射，由圖可知()A．光是從真空射入介質(zhì)的B．光是由介質(zhì)射入真空的C．介質(zhì)的折射率為eq\f(\r(3),2)D．介質(zhì)的折射率為eq\r(3)選B、D。光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時，折射角大于入射角，根據(jù)題圖可知，入射角為30°，折射角為60°，光是從介質(zhì)射入真空的，A錯誤，B正確；折射率n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3)，C錯誤，D正確。11．(14分)如圖所示，空氣中有一半徑為R的實心玻璃球，O為球心，AB為直徑，一條平行于AB的光線從球體上的M點射入玻璃球，折射光線恰好過B點，已知∠ABM＝30°，光在真空中傳播的速度為c。求：(1)該玻璃的折射率；(2)光從M點傳播到B點的時間。(1)光路如圖，由幾何知識可得折射角r＝∠ABM＝30°，入射角i＝2∠ABM＝60°，則此玻璃的折射率為n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3)。(2)由幾何知識可得，MB的長度s＝2Rcos30°光在玻璃球內(nèi)傳播的速度v＝eq\f(c,n)故光從M點傳到B點的時間t＝eq\f(s,v)＝eq\f(ns,c)＝eq\f(\r(3)×\r(3)R,c)＝eq\f(3R,c)答案：(1)eq\r(3)(2)eq\f(3R,c)12.(14分)(全國卷Ⅲ)如圖，某同學在一張水平放置的白紙上畫了一個小標記“?”(圖中O點)，然后用橫截面為等邊三角形ABC的三棱鏡壓在這個標記上，小標記位于AC邊上。D位于AB邊上，過D點作AC邊的垂線交AC于F。該同學在D點正上方向下順著直線DF的方向觀察，