2020高中物理 第1章 光 第1節(jié) 光的反射和折射課后練習(xí)（含解析）-4

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精PAGE10-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精光的反射和折射基礎(chǔ)夯實(shí)一、選擇題（1～4題為單選題，5、6題為多選題）1．下列關(guān)于光的折射及折射率的說(shuō)法正確的是(B)A．光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，光的傳播方向一定發(fā)生改變B．放入盛水的碗中的筷子，看起來(lái)像折了一樣，是光的折射C．光由水射入空氣中，折射角小于入射角D．光在折射率大的介質(zhì)中傳播速度大解析：當(dāng)光垂直交界面射入時(shí)，傳播方向不變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；從水中筷子反射的光線(xiàn)由水中進(jìn)入空氣時(shí),在水面上發(fā)生折射，折射角大于入射角，折射光線(xiàn)進(jìn)入人眼，人眼會(huì)逆著折射光線(xiàn)的方向看起來(lái)筷子像折了一樣,是光的折射，故選項(xiàng)B正確；光由水射入空氣中，折射角大于入射角，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由n＝eq\f(v,v）得，光在折射率大的介質(zhì)中的傳播速度小,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2．下圖是光由空氣射入半圓形玻璃磚,再由玻璃磚射入空氣的光路圖,O點(diǎn)是半圓形玻璃磚的圓心,下列情況可能發(fā)生的是（D）解析：光線(xiàn)在圓心處發(fā)生反射和折射,故選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；當(dāng)光從空氣進(jìn)入玻璃后，折射角小于入射角，當(dāng)光從玻璃進(jìn)入空氣后，折射角大于入射角，故A錯(cuò)誤，D正確。3。檢查視力時(shí)人與視力表之間的距離應(yīng)為5m，現(xiàn)因屋子太小而使用一個(gè)平面鏡,視力表到鏡子的距離為3m,如圖所示,那么人到鏡中的視力表的距離和人到鏡子的距離分別為(A）A．5m,2m B．6m,2mC．4。5m，1.5m D．4m，1m解析：根據(jù)平面鏡成像規(guī)律可知選項(xiàng)A正確.4．(2019·天津市靜海一中高二下學(xué)期檢測(cè))如圖所示為光由玻璃射入空氣中的光路圖,直線(xiàn)AB與CD垂直，其中一條是法線(xiàn)。入射光線(xiàn)與CD的夾角為α，折射光線(xiàn)與CD的夾角為β，α>β(α＋β≠90°）,則該玻璃的折射率n等于(B)A。eq\f（sinα,sinβ) B．eq\f(cosβ，cosα)C。eq\f（cosα，cosβ) D．eq\f(sinβ,sinα)解析：因?yàn)楣鈴牟Ａ淙肟諝?折射角大于入射角，所以知CD為界面，入射角為90°－α,折射角為90°－β，根據(jù)光的可逆性知，折射率n＝eq\f(sin90°－β,sin90°－α）＝eq\f（cosβ，cosα)。故B正確，ACD錯(cuò)誤.故選B.5.一束光從介質(zhì)1進(jìn)入介質(zhì)2，方向如圖所示，下列對(duì)于1、2兩種介質(zhì)的光學(xué)屬性的判斷正確的是（BD)A．介質(zhì)1的折射率小B．介質(zhì)1的折射率大C．光在介質(zhì)1中的傳播速度大D．光在介質(zhì)2中的傳播速度大解析：由n＝eq\f（sinθ1，sinθ2)知介質(zhì)1的折射率大，由n＝eq\f(c，v）知光在介質(zhì)2的傳播速度大，故選BD。6。一束復(fù)色光由空氣射向玻璃，發(fā)生折射而分為a、b兩束單色光，其傳播方向如圖所示。設(shè)玻璃對(duì)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（AD）A．na>nb B．na〈nbC．va〉vb D．va<vb解析：由題圖知折射角ra<rb,而n＝eq\f(sini，sinr），入射角i相同，所以na〉nb，選項(xiàng)A正確；由折射率n＝eq\f(c,v）知va〈vb,故選項(xiàng)D正確。二、非選擇題7。(2019·海南省海南中學(xué)高二下學(xué)期期末）為了從軍事工事內(nèi)部觀察外面的目標(biāo)，工事壁上開(kāi)有一長(zhǎng)方形孔，設(shè)工事壁厚d＝20eq\r(3）cm,孔的寬度L＝20cm，孔內(nèi)嵌入折射率n＝eq\r(3)的玻璃磚,如圖所示。試問(wèn):(1）嵌入玻璃磚后,工事內(nèi)部人員觀察到外界的視野的最大張角為多少?(2）要想使外界180°范圍內(nèi)的景物全被觀察到，則應(yīng)嵌入折射率最小為多大的玻璃磚?答案：（1)120°（2）2解析：工事內(nèi)部的人從玻璃磚左側(cè)能最大范圍觀察右邊的目標(biāo)，光路如圖所示。tanβ＝eq\f(L,d)＝eq\f（1,\r（3))，可得β＝30°，(1)由折射定律有eq\f（sinα，sinβ)＝eq\r(3），得α＝60°，則視野的張角最大為2α＝120°.(2）要使視野的張角為180°，則在空氣中的入射角為90°,由折射定律有eq\f（sin90°,sinβ）＝n0,解得n0＝2,應(yīng)嵌入折射率最小為2的玻璃磚.能力提升一、選擇題（單選題）1．某人手持邊長(zhǎng)為6cm的正方形平面鏡測(cè)量身后一棵樹(shù)的高度。測(cè)量時(shí)保持鏡面與地面垂直，鏡子與眼睛的距離為0。4m.在某位置時(shí),他在鏡中恰好能夠看到整棵樹(shù)的像，然后他向前走了6。0m，發(fā)現(xiàn)用這個(gè)鏡子長(zhǎng)度的5/6就能看到整棵樹(shù)的像。這棵樹(shù)的高度約為(B）A．4.0m B．4。5mC．5。0m D．5.5m解析:如圖所示，設(shè)人在鏡中恰好能看到整樹(shù)的像時(shí)，人到鏡子的距離為x，鏡子到樹(shù)的距離為l，鏡子邊長(zhǎng)為d，樹(shù)高為h,由平面鏡成像特點(diǎn)可知:eq\f（x，x＋l）＝eq\f(d,h)，當(dāng)人向前走6m時(shí):eq\f（x，x＋l＋6)＝eq\f(5d/6,h)，可解得h＝4.5m。2．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)A．水井中的青蛙覺(jué)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(jué)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(jué)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(jué)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：這是一道典型的視野問(wèn)題，解決視野問(wèn)題的關(guān)鍵是如何確定邊界光線(xiàn)，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(xiàn)，如圖所示。水井中的青蛙相當(dāng)枯井中離開(kāi)井底一定高度的青蛙，看向井口和天空β〉α，所以水井中的青蛙可看到更多的星星，故選項(xiàng)A正確，B、C、D錯(cuò)誤。3．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(chē)時(shí)，它能把車(chē)燈射出的光逆向返回，標(biāo)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，如圖所示，反光膜內(nèi)均勻分布著直徑為10μm的細(xì)玻璃珠，所用玻璃的折射率為eq\r（3),為使入射的車(chē)燈光線(xiàn)經(jīng)玻璃珠折射→反射→再折射后恰好和入射光線(xiàn)平行，那么第一次入射的入射角應(yīng)是(D）A．15° B．30°C．45° D．60°解析：作光路圖如圖所示，設(shè)入射角為θ，折射角為α，則θ＝2α，n＝eq\f（sinθ，sinα)＝eq\f(2sinαcosα,sinα)，cosα＝eq\f(n，2)＝eq\f(\r（3),2），α＝30°所以，θ＝60°。故選項(xiàng)D正確。4．如圖所示，一束單色光從空氣入射到棱鏡的AB面上，經(jīng)AB和AC兩個(gè)面折射后從AC面進(jìn)入空氣，當(dāng)出射角i′和入射角i相等時(shí)，出射光線(xiàn)相對(duì)于入射光線(xiàn)偏轉(zhuǎn)的角度為θ,已知棱鏡頂角為α,則計(jì)算棱鏡對(duì)該色光的折射率表達(dá)式為(A）A.eq\f（sin\f（α＋θ,2）,sin\f(α，2)) B．eq\f（sin\f(α＋θ，2)，sin\f(θ,2）)C。eq\f（sinθ,sinθ－\f（α，2）） D．eq\f（sinα，sinα－\f(θ,2）)解析：由折射定律可知，n＝eq\f(sini,sinβ）；因入射角和出射角相等，即i＝i′故由幾何關(guān)系可知,β＝eq\f(α,2）;i＝eq\f（θ,2)＋β＝eq\f（θ＋α，2）；故折射率n＝eq\f（sin\f(α＋θ,2)，sin\f（α，2)）；故選A。二、非選擇題5．河中有條小魚(yú),某時(shí)刻小魚(yú)的實(shí)際深度為H，一人從水面正上方往水中看,他感覺(jué)到的小魚(yú)的深度為多大？（設(shè)水的折射率為n。）答案：eq\f(H,n）解析：如圖所示，設(shè)小魚(yú)在S處，從魚(yú)反射出的光線(xiàn)SO垂直水面射出，光線(xiàn)SO1與SO間的夾角很小。因一般人的瞳孔的線(xiàn)度為2～3mm，θ1、θ2為一組對(duì)應(yīng)的折射角和入射角，可知θ1、θ2均很小。由數(shù)學(xué)知識(shí)知：sinθ1≈tanθ1＝eq\f(OO1，h），sinθ2≈tanθ2＝eq\f(OO1，H）由折射定律得：n＝eq\f（sinθ1,sinθ2）＝eq\f(OO1/h,OO1/H）＝eq\f(H,h)，得h＝eq\f(H，n）即他感覺(jué)到的小魚(yú)的深度為實(shí)際深度的eq\f(1,n)，即變淺。6．如圖所示，某透明材料制成的半球形光學(xué)元件直立放置，其直徑與水平光屏垂直接觸于M點(diǎn)，球心O與M間距離為10eq\r（3）cm.一束激光與該元件的豎直圓面成30°角射向圓心O，結(jié)果在光屏上出現(xiàn)間距為d＝40cm的兩個(gè)光斑，請(qǐng)完成光路圖并求該透明材料的折射率。答案:光路圖見(jiàn)解析;eq\r（3)解析：光屏上的兩個(gè)光斑分別是激光束經(jīng)光學(xué)元件反射與折射的光