2017學年高二物理人教版選修3-4練習：13.1 光的反射和折射.doc

第十三章光1光的反射和折射A組(15分鐘)1.光從某介質(zhì)射入空氣,入射角1從零開始增大到某一值的過程中,折射角2也隨之增大,則下列說法正確的是()A.比值12不變B.比值sin 1sin 2不變C.比值sin 1sin 2是一個大于1的常數(shù)D.比值sin 1sin 2是一個小于1的常數(shù)解析:因折射率不變,可知sin 1sin 2不變,A錯誤,B正確;又入射角小于折射角,所以sin 1sin 21,所以研究的是光從空氣射入玻璃的情況,選項A正確,D錯誤。答案:AC8.導學號38190078一半徑為R的14球體放置在水平桌面上,球體由折射率為3的透明材料制成。現(xiàn)有一束位于過球心O的豎直平面內(nèi)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,如圖所示。已知入射光線與桌面的距離為3R2。求出射角。解析:如圖所示,設入射光線與14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=,又由OBC知sin =32,設光線在C點的折射角為,由折射定律得sinsin=3由式得=30。由幾何關(guān)系知,光線在球體的豎直表面上的入射角為30。由折射定律得sinsin=13,因此sin =32,解得=60。答案:60B組(15分鐘)1.為了觀察門外情況,有人在門上開一小圓孔,將一塊圓柱形玻璃嵌入其中,圓柱體軸線與門面垂直,如圖所示。從圓柱底面中心看出去,可以看到門外入射光線與軸線間的最大夾角稱為視場角。已知該玻璃的折射率為n,圓柱長為l,底面半徑為r,則視場角的正弦是()A.nlr2+l2B.nrr2+l2C.rr2+l2D.lnr2+l2解析:光路圖如圖所示n=sinisin,sin =rr2+l2所以sin i=nsin =nrr2+l2,B對。答案:B2.如圖所示,在長方體玻璃磚的底面中心和實心玻璃半球的球心處,分別放有點光源,人從上面觀察,看到的像點位置()A.均在點光源位置B.均在點光源上方C.玻璃磚的在光源上方,玻璃半球的在光源處D.玻璃磚的在光源處,玻璃半球的在光源上方解析:玻璃磚底面中心點光源發(fā)出的光,經(jīng)玻璃表面折射后,折射角大于入射角,人逆著折射光看去,看到的虛像在光源上方,玻璃半球球心處的點光源發(fā)出的光射出時不發(fā)生偏折,看到的像點仍在光源處,選項C正確,A、B、D錯誤。答案:C3.如圖所示,井口大小和深度相同的兩口井,一口是枯井,一口是水井(水面在井口之下),兩井底部各有一只青蛙,則()A.水井中的青蛙覺得井口大些,晴天的夜晚,水井中的青蛙能看到更多的星星B.枯井中的青蛙覺得井口大些,晴天的夜晚,水井中的青蛙能看到更多的星星C.水井中的青蛙覺得井口小些,晴天的夜晚,枯井中的青蛙能看到更多的星星D.兩只青蛙覺得井口一樣大,晴天的夜晚,水井中的青蛙能看到更多的星星解析:根據(jù)邊界作出邊界光線,如圖所示。水井中的青蛙相當于枯井中離開井底一定高度的青蛙,看向井口和天空,所以水井中的青蛙會覺得井口大些,且可看到更多的星星,故選項A正確,B、C、D錯誤。答案:A4.如圖所示,一根豎直插入水中的桿AB,在水中部分長1.0 m,露出水面部分長0.3 m,已知水的折射率為43,則當陽光與水平面成37角時,桿AB在水下的影長為多少?解析:光路如圖所示由題意可得入射角為53由折射定律sin 1sin 2=nsin53sin 2=43則2=37,由幾何關(guān)系得影長s=0.3 mtan 53+1 mtan 37=1.15 m。答案:1.15 m5.導學號38190079如圖所示,兩面平行的玻璃磚下表面涂有反射物質(zhì),一束與上表面成30角入射的光線,在右端垂直標尺上形成了A、B兩個光斑,A、B間距為4 cm,已知玻璃磚的折射率為3。(1)畫出形成兩光斑的光路圖;(2)求此玻璃磚的厚度d。解析:(1)光路圖如圖所示。(2)光束入射角i=90-30=60設折射角為r,n=sinisinr,由幾何關(guān)系有BO=EOtan 30,AO=COtan 30,AB=AO-BO=(CO-EO)tan 30=CEtan 30。且CE=2dtan r,代入數(shù)據(jù)解得d=6 cm。答案:(1)見解析圖(2)6 cm6.如圖所示,一等腰直角三棱鏡放在真空中,斜邊BC=d,一束單色光以60的入射角從AB側(cè)面的中點入射,折射后從側(cè)面AC折射出。已知三棱鏡的折射率n=62,單色光在真空中的光速為c,求:(1)第一次折射時的折射角;(2)此單色光在三棱鏡中的傳播速度;(3)此單色光通過三棱鏡的時間。解析:(1)單色光在AB面上發(fā)生折射,光路如圖所示。根據(jù)折射定律得n=sin60sin,n=62由以上兩式得=