(完整版)選修3-4光的折射率練習(xí)帶答案

1、第四章光的折射第 1 節(jié)光的折射定律1光從一種介質(zhì)射到它與另一種介質(zhì)的_ 時(shí)，一部分或全部光會(huì)返回到原介質(zhì)的現(xiàn)象， 叫反射現(xiàn)象 發(fā)生反射現(xiàn)象時(shí)， 反射光線與入射光線、法線在 _內(nèi)，反射光線與入射光線分別位于法線的_；反射角 _入射角這就是光的_ 2光從一種介質(zhì)射到它與另一種介質(zhì)的_ 時(shí)，一部分光進(jìn)入另一種介質(zhì)的現(xiàn)象，叫折射現(xiàn)象發(fā)生折射現(xiàn)象時(shí)，折射光線與入射光線、法線處在_內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于_的兩側(cè)；入射角i 的正弦與折射角r 的正弦成正比，即 _3光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角的_ 與折射角的 _之比，叫做這種介質(zhì)的絕對(duì)折射率，簡稱折射率，用符號(hào)n 表示4關(guān)于光的折射現(xiàn)象，

2、說法正確的是()A 光的傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象叫光的折射B折射定律是托勒密發(fā)現(xiàn)的C人觀察盛水容器的底部，發(fā)現(xiàn)水變淺了D若光從空氣射入液體中，它的傳播速度一定增大5若某一介質(zhì)的折射率較大，那么()A 光由空氣射入該介質(zhì)時(shí)折射角較大B光由空氣射入該介質(zhì)時(shí)折射角較小C光在該介質(zhì)中的速度較大D光在該介質(zhì)中的速度較小6如果光以同一入射角從真空射入不同介質(zhì)，則折射率越大的介質(zhì)()A 折射角越大，表示這種介質(zhì)對(duì)光線的偏折作用越大B折射角越大，表示這種介質(zhì)對(duì)光線的偏折作用越小C折射角越小，表示這種介質(zhì)對(duì)光線的偏折作用越大D折射角越小，表示這種介質(zhì)對(duì)光線的偏折作用越小1概念規(guī)律練知識(shí)點(diǎn)一折射現(xiàn)象的定性分析1假設(shè)

3、地球表面不存在大氣層，那么人們觀察到的日出時(shí)刻與實(shí)際存在大氣層的情況相比()2A 將提前B將延后C某些區(qū)域?qū)⑻崆?，在另一些地區(qū)將延后D不變2一個(gè)人站在湖邊，觀察離岸一段距離的水下的一條魚，這個(gè)人看到的魚的位置和魚在水下真實(shí)的位置相比較，下列說法中正確的是()A 在魚真實(shí)位置的正下方某處B在魚真實(shí)位置上方的某處C在魚真實(shí)位置下方偏向觀察者的某處D所給條件不足，無法確定觀察到的魚的位置知識(shí)點(diǎn)二對(duì)折射率的理解3關(guān)于折射率，下列說法正確的是()多選A 根據(jù) sin i n 可知，介質(zhì)的折射率與入射角的正弦成正比sin rB根據(jù) sinsin ri n 可知，介質(zhì)的折射率與折射角的正弦成反比C根據(jù) nv

4、c可知，介質(zhì)的折射率與介質(zhì)中的光速成反比D同一頻率的光由第一種介質(zhì)進(jìn)入第二種介質(zhì)時(shí)，折射率與介質(zhì)中波長成反比4兩束不同頻率的單色光a、 b 從空氣平行射入水中，發(fā)生了如圖1 所示的折射現(xiàn)象(>)下列結(jié)論中正確的是()多選圖 1A 在水中的傳播速度，光束a 比光束 b 大B在水中的傳播速度，光束a 比光束 b 小C水對(duì)光束a 的折射率比水對(duì)光束b 的折射率小D水對(duì)光束a 的折射率比水對(duì)光束b 的折射率大3方法技巧練折射定律的應(yīng)用技巧5一半徑為R 的 1/4 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)有一束垂直于過球心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

5、再從豎直表面射出，如圖2 所示已知入射光線與桌面的距離為3R/2.求出射角r .4圖 26一長直桿長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(dāng)陽光以與水面成37°的夾角入射時(shí)，桿在游泳池底部所成的影長為多少？(已知水4的折射率n 3.)1關(guān)于光的反射與折射，以下說法正確的是()5A 光發(fā)生反射時(shí)，光的傳播方向一定改變B光發(fā)生反射時(shí)，光的傳播方向可能偏轉(zhuǎn)90°C光發(fā)生折射時(shí)，一定伴隨著反射現(xiàn)象D光發(fā)生反射時(shí)，一定伴隨著折射現(xiàn)象2如圖 3 所示為地球及其大氣層，高空有偵察衛(wèi)星A 接收到地球表面P 處發(fā)出的光信號(hào)，則 A 感知到的發(fā)光物應(yīng)在

6、()圖 3A圖中 P 點(diǎn)B圖中 P 點(diǎn)靠 M 的一側(cè)C圖中 P 點(diǎn)靠 N 的一側(cè)D以上位置都有可能3如圖 4 所示，一玻璃柱體的橫截面為半圓形細(xì)的單色光束從空氣射向柱體的O 點(diǎn)(半圓的圓心 )，產(chǎn)生反射光束1 和透射光束2.已知玻璃柱的折射率為3，入射角為 45°(相應(yīng)的折射角為24°)現(xiàn)保持入射光不變，將半圓柱繞通過O 點(diǎn)垂直于紙面的軸線順時(shí)針轉(zhuǎn)過15°，如圖中虛線所示，則()多選圖 4A 光束 1 轉(zhuǎn)過 15°B光束 1 轉(zhuǎn)過 30°C光束 2 轉(zhuǎn)過的角度小于15°6D光束 2 轉(zhuǎn)過的角度大于15°4一條光線以40

7、76;的入射角從真空射到平板透明材料上，光的一部分被反射，一部分被折射，折射光線與反射光線的夾角可能是()A 小于 40°B 在 50° 100 °之間C在 100 ° 140 °之間D 大于 140 °5有、三種介質(zhì)，光線的傳播方向以及光線與介質(zhì)分界面的夾角如圖5 所示，由此可以判斷 ()圖 5A 光在介質(zhì)中傳播的速度最小B介質(zhì)的折射率最小C光在介質(zhì)中的傳播速度最大D介質(zhì)的折射率最大6如圖 6 所示，有玻璃三棱鏡ABC，頂角 A 為 30°，一束光線垂直于AB 射入棱鏡，從 AC 射出進(jìn)入空氣，測(cè)得出射光線與入射光線夾角為

8、30°，則棱鏡的折射率為()7圖 6A.1B.2223C.3D. 37如圖 7 所示，兩塊相同的玻璃直角三棱鏡ABC，兩者的 AC 面是平行放置的，在它們之間是均勻的未知透明介質(zhì)一單色細(xì)光束O 垂直于 AB 面入射，在圖示的出射光線中()圖 7A 1、 2、 3(彼此平行 )中的任一條都有可能B4、 5、 6(彼此平行 )中的任一條都有可能C7、 8、 9(彼此平行 )中的任一條都有可能D 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、9 中的任一條都有可能8如圖 8 所示，半圓玻璃磚的半徑R 10 cm ，折射率為n3，直徑 AB 與屏幕 MN垂直并接觸于A 點(diǎn)激光 a 以入射角r

9、 30°射向半圓玻璃磚的圓心O，結(jié)果在水平屏幕MN上出現(xiàn)兩個(gè)光斑求兩個(gè)光斑之間的距離L .8圖 89一光線以很小的入射角 i 射入一厚度為 d、折射率為 n 的平板玻璃， 求出射光線與入射光線之間的距離 (i 很小時(shí)， sin i i， cos i 1)第 1 節(jié)光的折射定律答案課前預(yù)習(xí)練1分界面同一平面兩側(cè)等于反射定律2分界面同一平面法線sin i nsin r3正弦正弦4 Csin in 和入射角 i 共同決5D 由 n sin r 可知，光由空氣射入介質(zhì)時(shí)的折射角是由折射率定的，所以 A 、B 均錯(cuò)由 n c可知，介質(zhì)的折射率越大，光在該介質(zhì)中的速度越小，故Cv錯(cuò)，D 正確6C

10、根據(jù)折射率的定義sin i ，在入射角相同的情況下，折射角越小的介質(zhì)，其折n sin r射率越大，該介質(zhì)對(duì)光線的偏折作用越大；反之，折射角越大的介質(zhì)，其折射率越小，該介9質(zhì)對(duì)光線的偏折作用越小故C正確課堂探究練1 B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(diǎn)的人將在太陽到達(dá)A 點(diǎn)時(shí)看到日出；而地球表面有大氣層時(shí)，由于空氣的折射率大于1，并且離地球表面越近，大氣層的密度越大，折射率越大，太陽光將沿如圖所示AB曲線進(jìn)入在B處的人眼中，使在B 處的人看到了日出但在B 處的人認(rèn)為光是沿直線傳播的，認(rèn)為太陽位于地平線上的A 點(diǎn)，而此時(shí)太陽還在地平線以下，相當(dāng)于日出時(shí)刻提前了，所

11、以無大氣層時(shí)日出的時(shí)間將延后點(diǎn)評(píng)將大氣層看成數(shù)層折射率由上到下(地球表面 )依次增大的均勻介質(zhì)層疊合而成的；光由折射率較小的介質(zhì)斜射向折射率較大的介質(zhì)時(shí)，光線將向法線偏折以上兩點(diǎn)即可確定光在大氣中的傳播情況2 B如圖所示，人在岸上看離岸一段距離的水下的魚，應(yīng)是從魚的位置發(fā)出的光(實(shí)際上是魚的反射光)，經(jīng)折射后射入人的眼睛，看到的是魚的像把魚看做一個(gè)發(fā)光點(diǎn)S，人看到的是折射光線的反向延長線交于發(fā)光點(diǎn)S 的右上方S點(diǎn)，這說明人看到的是魚的虛像，10且位置是偏向右上方，所以選項(xiàng)B正確點(diǎn)評(píng)此類題目，要根據(jù)題意畫出光路圖，再根據(jù)光路圖解決題目中提出的問題3CD介質(zhì)的折射率n 與入射角 i 及折射角 r

12、的正弦無關(guān)，即 A 、B 錯(cuò)；介質(zhì)的折射率與介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)和光在介質(zhì)中的速度有關(guān)，C 正確；光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)頻率不變，由 n c 真 f 真得折射率與介質(zhì)中的波長成反比，D正確介介v f點(diǎn)評(píng)折射率由介質(zhì)的性質(zhì)和入射光的頻率共同決定(第 7 節(jié)內(nèi)容 )4AC由公式 n sin i ，可得折射率 na<nb，C 正確， D 錯(cuò)誤由 v c，na<n b 知 va>v b，sin rnA正確，B錯(cuò)誤點(diǎn)評(píng) 折射率是反映介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的物理量，它是由介質(zhì)的性質(zhì)和入射光的頻率共同決定的，同一介質(zhì)對(duì)確定的單色光而言，對(duì)應(yīng)的折射率一定，不同介質(zhì)對(duì)同一單色光(頻率一定 )的折射率一般是

13、不相同的，折射率是用比值定義的物理量n sin i ，其中 “ i” 表示光sin r在空氣中的入射角，在sin i 一定的條件下，折射率較大的介質(zhì)中，光線的折射角的正弦值sin r 較小可見，光的折射率表示在折射現(xiàn)象中折射光線相對(duì)于入射光線偏折程度的物理量 公式 n cv表示了真空中光速c 和光在介質(zhì)中的速度v 與折射率n 的關(guān)系，折射率較大的介質(zhì)中，光速較小5 60°解析 設(shè)入射光線與 1/4 球體的交點(diǎn)為 C，連接 OC，OC 即為入射點(diǎn)的法線因此，圖中的角 為入射角過 C 點(diǎn)作球體水平表面的垂線， 垂足為 B.依題意， COB i.又由 OBC 知3sin i BC 2 R3

14、，i 60°.設(shè)光線在 C 點(diǎn)的折射角為r1，由折射定律得sin i 3，OCR2sin r 1由以上兩式得r130°.由幾何關(guān)系知， 光線在球體的豎直表面上的入射角i 1(如圖 )為 30°.由折射定律得 sin i1 1 ，因此 sin r3， r 60°.sin r1326 1.3 m11解析 依題意作圖如圖所示，依據(jù)折射定律nsin i，得 sin r sin isin 53°3sin rn4 ，53 237°，影長 s 0.3× tan 53 m° 1.2× tan 3743m° 0.

15、3×3m 1.2×4m1.3 m.方法總結(jié)利用光路圖解決光的折射問題的方法：(1) 根據(jù)題意畫出正確的光路圖首先要找到入射的界面，同時(shí)準(zhǔn)確地作出法線，再根據(jù)折射定律和入射光線畫出折射光線， 找到入射角和折射角， 要注意入射角、 折射角是入射光線、折射光線與法線的夾角sin i(2)利用幾何關(guān)系確定光路圖中的邊、角關(guān)系，與折射定律nsin r 中的各量準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)，比如一定要確定準(zhǔn)哪個(gè)角在分子上、哪個(gè)角在分母上sin ic(3)利用折射定律 nsin r、折射率與光速的關(guān)系 nv列方程， 結(jié)合數(shù)學(xué)三角函數(shù)的關(guān)系進(jìn)行運(yùn)算課后鞏固練1ABC 光發(fā)生反射時(shí)， 光的傳播方向一定改變，有人

16、認(rèn)為當(dāng)入射角為0°，也就是光線垂直界面入射時(shí)， 反射角為零， 光線不改變方向， 實(shí)際上光的傳播方向改變180°，選項(xiàng) A正確； 當(dāng)入射角為 45°時(shí)，反射角也為 45°，光的傳播方向偏轉(zhuǎn)90°，選項(xiàng) B 正確；光發(fā)生折射時(shí)，一定伴隨著反射現(xiàn)象，而當(dāng)發(fā)生全反射現(xiàn)象時(shí)，只有反射現(xiàn)象而無折射現(xiàn)象， 選項(xiàng)C正確 122B由于大氣層的存在，偵察衛(wèi)星在A 處接收到的 P 處發(fā)出的光信號(hào)的光路大致如圖中實(shí)線所示，由圖可知選項(xiàng)B 正確， A、C、D 錯(cuò)誤 3BC轉(zhuǎn)動(dòng)前， 光束 1(反射光線 )與入射光線間的夾角為A 45°× 2 90

17、76;，光束 2(折射光線 )與入射光線間的夾角為B 45° (180 ° 24°) 201°.轉(zhuǎn)動(dòng)后，反射光線與入射光線的夾角 A 60°× 2120°，根據(jù)折射定律，sin 60°sin 3，得 30°，則折射光線與入射光線間的夾角為B 60° (180 ° 30°) 210°，因此AA A 30°， BB B 9°，故 B、C 項(xiàng)正確 4 Csin i由 sin r n>1，得折射角 r<i 40°，由反射定律得i i

18、 40°，如圖所示，故折射光線與反射光線的夾角 180° i r 140°r ，所以 100°<<140°.5 AB 由相對(duì)折射率和絕對(duì)折射率的關(guān)系可知：n1sin 45°n2sin 40°n1<n2n2sin 26°n3sin 40°n2>n3而 n13213sin 45 sin° 26 °n sin 40°，所以 n >n13即 n2>n1>n3， B 項(xiàng)對(duì)， D 項(xiàng)錯(cuò)由 n1v1 n2v2 n3v3 c，可知 v2<v 1<v 3， A 項(xiàng)對(duì)， C 項(xiàng)錯(cuò) 6 C 頂角 A 為 30°，則光從 AC 面射出時(shí)，在玻璃中的入射角r 30°.由于出射光線sin i和入射光線的夾角為 30°，所以折射角 i 60°.由光路可逆和折射率的定義可知n sin r3，C 項(xiàng)正確 7 B 光束射到AC 面進(jìn)入未知