2019-2020學(xué)年高中物理第4章光的折射與全反射第1節(jié)光的折射定律隨堂演練含解析魯科版選修3-4

1、PAGE PAGE 8第1節(jié) 光的折射定律1.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解析：選C.根據(jù)折射率的定義neq f(sin i,sin r)，在入射角相同的情況下，折射角越小的介質(zhì)，其折射率越大，該介質(zhì)對(duì)光的偏折作用越大；反之，折射角越大的介質(zhì)，其折射率越小，該介質(zhì)對(duì)光的偏折作用越小，所以正確的選項(xiàng)應(yīng)該是C.2.如圖所示，一束可見光穿過(guò)平行玻璃磚后，變?yōu)閍、b兩束單色光.如果

2、光束b是藍(lán)光，則光束a可能是（）A.紅光B黃光C.綠光 D紫光解析：選D.由題圖可知，光束a的折射角小，根據(jù)neq f(sin i,sin r)知，光束a的折射率大于光束b的折射率，頻率越大，折射率越大，且已知光束b是藍(lán)光，選項(xiàng)中頻率大于藍(lán)光頻率的只有紫光，故光束a可能是紫光，D項(xiàng)正確.3.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

3、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：選B.這是一道典型的視野問(wèn)題，解決視野問(wèn)題關(guān)鍵是如何確定邊界光線，是誰(shuí)約束了視野等.如本題中由于井口邊沿的約束，而不能看到更大的范圍，據(jù)此根據(jù)邊界作出邊界光線，如圖所示.由圖可看出，所以水井中的青蛙覺得井口小些；，所以水井中的青蛙可看到更多的星星.故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤.4.人造樹脂是常用的眼鏡鏡片材料.如圖所示，光線射在一人造樹脂立方體上，經(jīng)折射后，射在桌面上的P點(diǎn).已知光線的入射角為30，OA5 cm，AB20 cm，BP12 cm，求該人造樹脂材料的折射率n.解析：設(shè)折射角為，將過(guò)O點(diǎn)的法線延長(zhǎng)

4、，與BP交于D點(diǎn)，由幾何關(guān)系可得：PDBPBDBPAO（125）cm7 cmOPeq r(OD2PD2)eq r(AB2PD2)eq r(20272) cmeq r(449) cm21.2 cm，所以：sin eq f(PD,OP)eq f(7,21.2)，該人造樹脂材料的折射率：neq f(sin 30,sin )eq f(0.5,f(7,21.2)1.5.答案：1.5課時(shí)作業(yè)一、單項(xiàng)選擇題1.關(guān)于光的折射現(xiàn)象，下列說(shuō)法中正確的是（）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(lái)的2倍，入射角也增大為原來(lái)的2倍D.折射率大的介質(zhì)，光在其中的傳播速度小答案：D2.

5、有一塊玻璃磚，上、下兩面光滑且平行，有一束光線從空氣射入玻璃磚，下面給出的四個(gè)光路圖中正確的是（）解析：選D.本題中由于玻璃磚上、下表面平行，光在上表面的折射角等于下表面的入射角，上表面能夠發(fā)生折射，則下表面一定能夠發(fā)生折射，且離開玻璃磚的光線與射向玻璃磚的光線平行，又因?yàn)橛姓凵渚陀蟹瓷?，故D正確.3.假設(shè)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（）A.將提前B.將延后C.在某些地區(qū)將提前，在另一些地區(qū)將延后D.不變解析：選B.假如地球周圍沒有大氣層，太陽(yáng)光將沿直線傳播，如圖所示，在地球上B點(diǎn)的人將在太陽(yáng)到達(dá)A點(diǎn)時(shí)才能看到日出；而若地球表面有大氣層，由于空氣的折

6、射率大于1，并且離地球表面越近，大氣層越密，折射率越大，太陽(yáng)光將沿如圖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B處的人認(rèn)為光是沿直線傳播的，則認(rèn)為太陽(yáng)位于地平線上的A點(diǎn)，而此時(shí)太陽(yáng)還在地平線以下，日出時(shí)間提前了，所以無(wú)大氣層時(shí)日出時(shí)間將延后.4.圖甲為某同學(xué)利用半圓形玻璃磚測(cè)定玻璃折射率n的裝置示意圖.他讓光從空氣射向玻璃磚，在正確操作后，他利用測(cè)出的數(shù)據(jù)作出了圖乙所示的折射角正弦（sin r）與入射角正弦（sin i）的關(guān)系圖象.則下列說(shuō)法正確的是（）A.該玻璃的折射率neq f(2,3)B.該玻璃的折射率n1.5C.在由空氣進(jìn)入該玻璃中傳播時(shí)，光波頻率變?yōu)樵瓉?lái)的eq f(2,

7、3)D.在由空氣進(jìn)入該玻璃中傳播時(shí)，光波波長(zhǎng)變?yōu)樵瓉?lái)的1.5倍解析：選B.由折射定律neq f(sin i,sin r)可知折射角正弦（sin r）與入射角正弦（sin i）的關(guān)系圖線斜率的倒數(shù)表示折射率，所以neq f(3,2)1.5，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確.在由空氣進(jìn)入該玻璃中傳播時(shí)，光波頻率不變，光波波長(zhǎng)變?yōu)樵瓉?lái)的eq f(2,3)，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤.5.現(xiàn)在高速公路上的標(biāo)志牌都用“回歸反光膜”制成，夜間行車時(shí)，它能把車燈射出的光逆向返回，所以標(biāo)志牌的字特別醒目.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

8、回到空氣中時(shí)與入射光線平行.此玻璃的折射率為（）A.eq r(2) B1.5C.eq r(3) D2解析：選C.如圖所示，為光線在玻璃球內(nèi)的光路圖.A、C為折射點(diǎn)，B為反射點(diǎn)，作OD平行于入射光線，故AODCOD60，所以O(shè)AB30，玻璃的折射率neq f(sin 60,sin 30)eq r(3)，C正確.6.一束由紅、藍(lán)兩單色光組成的光線從一平板玻璃磚的上表面以入射角射入，穿過(guò)玻璃磚自下表面射出.已知該玻璃對(duì)紅光的折射率為1.5.設(shè)紅光與藍(lán)光穿過(guò)玻璃磚所用的時(shí)間分別為t1和t2，則在從0 逐漸增大至90 的過(guò)程中（）A.t1始終大于t2B.t1始終小于t2C.t1先大于后小于t2D.t1先

9、小于后大于t2解析：選B.如圖所示，由neq f(c,v)eq f(sin ,sin r)，teq f(s,v)，seq f(d,cos r)，可得teq f(2dsin ,csin 2r)，由題意可知，紅光、藍(lán)光的入射角相同，但折射角r紅r藍(lán)，sin 2r紅sin 2r藍(lán)，所以t1nAnB，故選項(xiàng)B正確；利用neq f(c,v)可以判斷出，光在B中傳播速度最大，在C中傳播速度最小，故選項(xiàng)C正確.8.某同學(xué)用插針法測(cè)定玻璃磚的折射率，他的實(shí)驗(yàn)方法和操作步驟正確無(wú)誤.但他處理實(shí)驗(yàn)記錄時(shí)發(fā)現(xiàn)玻璃磚的兩個(gè)光學(xué)面aa與bb不平行，如圖所示.則（）A.AO與OB兩條直線平行B.AO與OB兩條直線不平行C

10、.他測(cè)出的折射率偏大D.他測(cè)出的折射率不受影響解析：選BD.如圖所示，在光線由aa面進(jìn)入玻璃磚的偏折現(xiàn)象中，由折射定律知：neq f(sin ,sin ).在光線由bb面射出玻璃磚的偏折現(xiàn)象中，同理得neq f(sin r,sin i).若aa與bb平行，則i，因此r，此時(shí)入射光線AO與出射光線OB平行；若aa與bb不平行，則i，r，此時(shí)入射光線AO與出射光線OB不平行，選項(xiàng)B正確.在具體測(cè)定折射率時(shí)，要求實(shí)驗(yàn)方法、光路均準(zhǔn)確無(wú)誤，折射率的測(cè)量值不受aa與bb是否平行的影響，選項(xiàng)D正確.9.如圖所示，光在真空和某介質(zhì)的界面MN上發(fā)生偏折，那么（）A.光是從真空射入介質(zhì)B.介質(zhì)的折射率是eq r

11、(3)C.光在介質(zhì)中傳播速度為eq r(3)108 m/sD.反射光線與折射光線的夾角是90解析：選BCD.由入射角小于折射角（r903060），可知光是由介質(zhì)射入真空的，A錯(cuò)誤；由光路的可逆性和折射率的定義得，neq f(sin 60,sin 30)eq r(3)，再由neq f(c,v)得veq f(c,n)eq f(3108,r(3)m/seq r(3)108 m/s；根據(jù)光的反射定律可知，反射光線與折射光線的夾角為90，B、C、D正確.10.如圖所示，一束復(fù)色光從空氣中沿半圓形玻璃磚半徑方向射入，從玻璃磚射出后分成a、b兩束單色光.則（）A.玻璃磚對(duì)a光的折射率為eq r(2)B.玻璃

12、磚對(duì)a光的折射率為1.5C.b光在玻璃中的傳播速度比a光的小D.b光在玻璃中的傳播速度比a光的大解析：選AC.由a光的偏折程度比b光的小，可知a光在玻璃中的折射率較小，則a光在玻璃中的傳播速度較大，故C正確，D錯(cuò)誤；根據(jù)折射定律a光在玻璃中的折射率neq f(sin 45,sin 30)eq r(2)，故A正確，B錯(cuò)誤.三、非選擇題11.由于實(shí)驗(yàn)室中矩形玻璃磚的數(shù)量不夠，部分同學(xué)需改用直角三棱鏡做“測(cè)定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：a.如圖所示，先在一張白紙上作相互垂直的直線ab、ab作為三棱鏡的兩個(gè)界面，并在直線上標(biāo)出點(diǎn)O；b.標(biāo)出P3、P4的位置；c.將三棱鏡放在白紙上，使短邊跟ab對(duì)

13、齊，長(zhǎng)邊跟ab對(duì)齊；d.在長(zhǎng)邊ab的外側(cè)透過(guò)三棱鏡觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線方向，直到P1的像完全被P2的像擋住；e.在觀察的這一側(cè)插兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P3和P1、P2的像；f.過(guò)O點(diǎn)作一垂直ab的線段OA，在OA上垂直紙面插兩枚大頭針P1、P2；g.移去三棱鏡和大頭針，連接P3P4交ab于O點(diǎn)，過(guò)O點(diǎn)作與ab垂直的直線MN；h.作光路圖，計(jì)算折射率n.（1）正確的實(shí)驗(yàn)步驟順序?yàn)?（2）請(qǐng)?jiān)趫D中畫出準(zhǔn)確完整的光路圖；（3）請(qǐng)根據(jù)圖中所給數(shù)據(jù)，求出該玻璃的折射率n.解析：利用插針法確定光路，注意有時(shí)擋住的是物體本身，有時(shí)擋住的是物體的像，目的是確定某一入射光線和對(duì)應(yīng)的出射光線，以利用折射定律求解折射率.答案：（1）a、f、c、d、e、b、g、h（2）光路如圖所示（3）neq f(sin 45,sin 30)eq r(2)12.如圖所示的圓表示一圓柱形玻璃磚的截面，O為其圓心，MN為直徑.一束平行于MN的光線沿PO1方向從O1點(diǎn)射入玻璃磚，在玻璃磚內(nèi)傳到N點(diǎn).已知PO1與MN之間的距離為eq f(r(3),2)R（R為玻璃磚的半徑），真空中的光速為c，求：（