高中物理 13.1 光的反射和折射每課一練 新人教版選修3-4

第十三章光1光的反射和折射(時間：60分鐘)知識點基礎中檔稍難折射現象1、23折射率及折射定律4、56、7、8測量玻璃磚的折射率910綜合提升11、12知識點一折射現象1．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解析水中的潛水員看岸邊上的物體時，感覺比物體所處的實際位置高，h′＝nH.答案A2．一束光線從空氣射向折射率為1.5的玻璃內，入射角為45°，下面光路圖中正確的是 ()．解析光在兩介質的界面上通常同時發(fā)生反射和折射，所以A錯誤；由反射定律知反射角為45°，根據折射定律n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)得θ1＞θ2，故B錯誤；畫光線時必須帶箭頭，D不是光路圖，D錯誤．答案C3．假設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．某些地區(qū)將提前，在另一些地區(qū)將延后D．不變解析假如地球周圍沒有大氣層，太陽光將沿直線傳播，如圖所示，在地球上B點的人將在太陽到達A′點時看到日出；而地球表面有大氣層時，由于離地球表面越近，大氣層的密度越大，折射率越大，太陽光將沿如圖示的AB曲線進入在B處人的眼中，使在B處的人看到了日出，但在B處的人認為光是沿直線傳播的，則認為太陽應位于地平線上的A′點，其實此時太陽還在地平線以下，相當于日出時刻提前了．所以無大氣層時，日出的時間將延后．答案B知識點二折射率及折射定律4.圖13－1－9如圖13－1－9所示，有一玻璃三棱鏡ABC，頂角A為30°，一束光線垂直于AB射入棱鏡，從AC射出進入空氣，測得出射光線與AC夾角為30°圖13－1－9()．A.eq\f(1,2) B.eq\f(\r(2),2)C.eq\r(3) D.eq\f(\r(3),3)解析頂角A為30°，則光從AC面射出時，在玻璃中的入射角θ1＝30°.由于出射光線和AC的夾角為30°，所以折射角θ2＝60°.由光路可逆和折射率的定義可知n＝eq\f(sinθ2,sinθ1)＝eq\r(3)，C項正確．答案C5.圖13－1－10如圖13－1－10所示，光在真空和某介質的界面MN上發(fā)生偏折，那么 ()．圖13－1－10A．光是從真空射入介質B．介質的折射率是1.73C．光在介質中傳播速度為1.73×108D．反射光線與折射光線的夾角是90°答案BCD6．一條光線從空氣射入折射率為eq\r(2)的介質中，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°解析如右圖所示，根據折射定律eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n，則sinθ2＝eq\f(sinθ1,n)＝eq\f(sin45°,\r(2))＝eq\f(1,2)，θ2＝30°，反射光線與折射光線的夾角θ＝180°－45°－30°＝105°，C正確．答案C7.圖13－1－11兩束細平行光a和b相距為d，從空氣中互相平行地斜射到長方體玻璃磚的上表面，如圖13－1－11所示，若玻璃對a的折射率小于對b的折射率．當它們從玻璃磚的下表面射出后，有 圖13－1－11A．兩束光仍平行，間距等于dB．兩束光仍平行，間距大于dC．兩束光仍平行，間距小于dD．兩束光不再相互平行解析作出兩種光線在平行玻璃磚的光路圖．根據na＝eq\f(sini,sinra)，nb＝eq\f(sini,sinrb)，由題意知na<nb，ra＞rb，故d′>d.光線經兩側面平行的玻璃磚后方向不變，折射光線平行．B對．答案B8.圖13－1－12一束復色光由空氣射向玻璃，發(fā)生折射而分為a、b兩束單色光，其傳播方向如圖13－1－12所示．設玻璃對a、b的折射率分別為na和nb，a、b在玻璃中的傳播速度分別為va和vb，則 ()．圖13－1－12A．na＞nb B．na＜nbC．va＞vb D．va＜vb解析由圖知折射角θa＜θb，而n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)，所以na＞nb，A正確；由折射率n＝eq\f(c,v)知va＜vb，故D正確．答案AD知識點三測量玻璃磚的折射率9.圖13－1－13在用兩面平行的玻璃磚測定玻璃折射率的實驗中，其實驗光路圖如圖13－1－13所示，對實驗中的一些具體問題，下列說法正確的是 ()．圖13－1－13A．為了減少作圖誤差，P3和P4的距離應適當取大些B．為減少測量誤差，P1、P2連線與玻璃磚界面的夾角應適當取大一些C．若P1、P2的距離較大時，通過玻璃磚會看不到P1、P2的像D．若P1、P2連線與法線NN′間夾角較大時，有可能在bb′一側就看不到P1、P2的像解析實驗時，盡可能將大頭針豎直插在紙上，且P1和P2之間，P2與O點之間，P3與P4之間，P3與O′之間距離要稍大一些．入射角θ1應適當大一些，以減小測量角度的誤差，但入射角不宜太大，也不宜太?。诓僮鲿r，手不能觸摸玻璃磚的光潔光學面，更不能把玻璃磚界面當尺子畫界線．答案AB10．在用插針法測定玻璃磚折射率的實驗中，甲、乙、丙三位同學在紙上畫出的界面aa′、bb′與玻璃磚位置的關系分別如圖13－1－14①、②和③所示，其中甲、丙兩同學用的是矩形玻璃磚，乙同學用的是梯形玻璃磚．他們的其他操作均正確，且均以aa′，bb′為界面畫光路圖，則圖13－1－14甲同學測得的折射率與真實值相比________(填“偏大”“偏小”或“不變”)．乙同學測得的折射率與真實值相比________(填“偏大”“偏小”或“不變”)．丙同學測得的折射率與真實值相比_________________________________．解析用圖①測定折射率時，玻璃中折射光線偏折大了，所以折射角增大，折射率減?。挥脠D②測定折射率時，只要操作正確，與玻璃磚形狀無關；用圖③測定折射率時，無法確定折射光線偏折的大小，所以測得的折射率可大、可小、可不變．答案偏小不變可能偏大、也可能偏小、還可能不變11.圖13－1－15如圖13－1－15所示，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)，產生反射光束1和透射光束2，已知玻璃折射率為eq\r(3)，入射角為45°(相應的折射角為24°)，現保持入射光不變，將半圓柱繞通過O點垂直于紙面的軸線順時針轉過15°，如圖中虛線所示，則 ()．圖13－1－15A．光束1轉過15°B．光束1轉過30°C．光束2轉過的角度小于15°D．光束2轉過的角度大于15°解析根據平面鏡反射規(guī)律，入射光線固定，平面鏡轉過的角度為反射光線轉過角度的一半．所以B正確．如圖所示，ON為開始時的法線，ON′為轉動后的法線，兩者夾角為15°.光線3為轉動后的折射光線，根據折射定律求得折射角為30°，2為開始時的折射光線，光線2、3之間的夾角為Δi＝24°＋15°－30°＝9°，所以C正確．答案BC12.圖13－1－16現代高速公路上的標志牌都使用“回歸反光膜”制成，夜間行車時，它能把車燈射出的光逆向反射，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成的，如圖13－1－16所示，反光膜內均勻分布著直徑為10μm的細玻璃珠，所用玻璃的折射率為eq\r(3)，為使入射的車燈光線經玻璃珠折射→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是 圖13－1－16()．A．15° B．30° C．45° D．60°解析已知入射光線和出射光線平行，所以光在三個界面上改變了傳播方向，光線在玻璃珠的內表面反射時具有對稱性，由此可作出光路圖如右圖所示．由幾何關系可知i＝2r ①根據折射定律有n＝eq\f(sini,sinr) ②由①②可得i＝60°.答案D13.圖13－1－17一半徑為R的eq\f(1,4)球體放置在水平桌面上，球體由折射率為eq\r(3)的透明材料制成．現有一束位于過球心O的豎直平面內的光線，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13－1－17所示．已知入射光線與桌面的距離為eq\f(\r(3)R,2).求出射角θ.圖13－1－17解析設入射光線與eq\f(1,4)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＝e