2018_2019学年高中物理第十三章光第1节光的反射和折射练习含解析新人教版选修3_4.docx

光的反射和折射 A组(25分钟)‎ ‎1.光从某介质射入空气,入射角θ1从零开始增大到某一值的过程中,折射角θ2也随之增大,则下列说法正确的是(　　)‎ A.比值θ‎1‎θ‎2‎不变 B.比值sin ‎θ‎1‎sin ‎θ‎2‎不变 C.比值sin ‎θ‎1‎sin ‎θ‎2‎是一个大于1的常数 D.比值sin ‎θ‎1‎sin ‎θ‎2‎是一个小于1的常数 解析：因折射率不变,可知sin ‎θ‎1‎sin ‎θ‎2‎不变,A错误,B正确;又入射角小于折射角,所以sin ‎θ‎1‎sin ‎θ‎2‎1,所以研究的是光从空气射入玻璃的情况,选项A正确,D错误。‎ 答案：AC ‎8.导学号73884094‎ 一半径为R的‎1‎‎4‎球体放置在水平桌面上,球体由折射率为‎3‎的透明材料制成。现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线,平行于桌面射到球体表面上,折射入球体后再从竖直表面射出,如图所示。已知入射光线与桌面的距离为‎3‎R‎2‎。求出射角θ。‎ 解析：如图所示,设入射光线与‎1‎‎4‎球体的交点为C,连接OC,OC即为入射点的法线。因此,图中的角α为入射角,过C点作球体水平表面的垂线,垂足为B,依题意,∠COB=α,‎ 又由△OBC知sin α=‎3‎‎2‎,①‎ 设光线在C点的折射角为β,由折射定律得 sinαsinβ‎=‎‎3‎‎②‎ - 7 -‎ 由①②式得β=30°。‎ 由几何关系知,光线在球体的竖直表面上的入射角γ为30°。由折射定律得 sinγsinθ‎=‎‎1‎‎3‎‎,因此sin θ=‎3‎‎2‎,解得θ=60°。‎ 答案：60°‎ B组(25分钟)‎ ‎1.‎ 为了观察门外情况,有人在门上开一小圆孔,将一块圆柱形玻璃嵌入其中,圆柱体轴线与门面垂直,如图所示。从圆柱底面中心看出去,可以看到门外入射光线与轴线间的最大夹角称为视场角。已知该玻璃的折射率为n,圆柱长为l,底面半径为r,则视场角的正弦是(　　)‎ A.nlr‎2‎‎+‎l‎2‎ B.‎nrr‎2‎‎+‎l‎2‎ C.rr‎2‎‎+‎l‎2‎ D.‎lnr‎2‎‎+‎l‎2‎ 解析：光路图如图所示 n=sinisinα,sin α=‎rr‎2‎‎+‎l‎2‎ 所以sin i=nsin α=nrr‎2‎‎+‎l‎2‎,B对。‎ 答案：B ‎2.如图所示,在长方体玻璃砖的底面中心和实心玻璃半球的球心处,分别放有点光源,人从上面观察,看到的像点位置(　　)‎ A.均在点光源位置 B.均在点光源上方 C.玻璃砖的在光源上方,玻璃半球的在光源处 D.玻璃砖的在光源处,玻璃半球的在光源上方 解析：玻璃砖底面中心点光源发出的光,经玻璃表面折射后,折射角大于入射角,人逆着折射光看去,看到的虚像在光源上方,玻璃半球球心处的点光源发出的光射出时不发生偏折,看到的像点仍在光源处,选项C正确,A、B、D错误。‎ 答案：C ‎3.导学号73884095‎ - 7 -‎ 如图所示,井口大小和深度相同的两口井,一口是枯井,一口是水井(水面在井口之下),两井底部各有一只青蛙,则(　　)‎ A.水井中的青蛙觉得井口大些,晴天的夜晚,水井中的青蛙能看到更多的星星 B.枯井中的青蛙觉得井口大些,晴天的夜晚,水井中的青蛙能看到更多的星星 C.水井中的青蛙觉得井口小些,晴天的夜晚,枯井中的青蛙能看到更多的星星 D.两只青蛙觉得井口一样大,晴天的夜晚,水井中的青蛙能看到更多的星星 解析：根据边界作出边界光线,如图所示。水井中的青蛙相当于枯井中离开井底一定高度的青蛙,看向井口和天空β>α,所以水井中的青蛙会觉得井口大些,且可看到更多的星星,故选项A正确,B、C、D错误。‎ 答案：A ‎4.‎ 如图所示,一根竖直插入水中的杆AB,在水中部分长1.0 m,露出水面部分长0.3 m,已知水的折射率为‎4‎‎3‎,则当阳光与水平面成37°时,杆AB在水下的影长为多少?‎ 解析：光路如图所示 由题意可得入射角为53°‎ 由折射定律 sin ‎θ‎1‎sin ‎θ‎2‎‎=n sin53°‎sin ‎θ‎2‎‎=‎‎4‎‎3‎ 则θ2=37°,由几何关系得影长 s=0.3 m·tan 53°+1 m·tan 37°=1.15 m。‎ 答案：1.15 m ‎5.‎ - 7 -‎ 如图所示,两面平行的玻璃砖下表面涂有反射物质,一束与上表面成30°入射的光线,在右端垂直标尺上形成了A、B两个光斑,A、B间距为4 cm,已知玻璃砖的折射率为‎3‎。‎ ‎(1)画出形成两光斑的光路图;‎ ‎(2)求此玻璃砖的厚度d。‎ 解析：(1)光路图如图所示。‎ ‎(2)光束入射角i=90°-30°=60°‎ 设折射角为r,n=sinisinr,由几何关系有BO=EO·tan 30°,AO=CO·tan 30°,AB=AO-BO=(CO-EO)·tan 30°=CE·tan 30°。且CE=2dtan r,代入数据解得d=6 cm。‎ 答案：(1)见解析图　(2)6 cm ‎6.导学号73884096‎ 如图所示,一等腰直角三棱镜放在真空中,斜边BC=d,一束单色光以60°的入射角从AB侧面的中点入射,折射后从侧面AC折射出。已知三棱镜的折射率n=‎6‎‎2‎,单色光在真空中的光速为c,求:‎ ‎(1)第一次折射时的折射角;‎ ‎(2)此单色光在三棱镜中的传播速度;‎ ‎(3)此单色光通过三棱镜的时间。‎ 解析：(1)单色光在AB面上发生折射,光路如图所示。‎ 根据折射定律得n=sin60°‎sinα,n=‎‎6‎‎2‎ 由以上两式得α=45°。‎ ‎(2)光在棱镜中的速度 v=cn‎=‎2c‎6‎=‎‎6‎c‎3‎。‎ ‎(3)因α=45°,故光在棱镜内传播的路径DE与BC平行,且DE=‎1‎‎2‎BC=‎1‎‎2‎d,所以,t=DEv‎=‎‎6‎d‎4c。‎ - 7 -‎ 答案：(1)45°　(2)‎6‎c‎3‎　(3)‎‎6‎d‎4c - 7 -‎