2020高中物理 第十三章 第1節(jié) 光的反射和折射練習（含解析）-4

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE12-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精光的反射和折射[隨堂檢測]1．一束由紅光和紫光組成的復(fù)色光從空氣射向空氣與水的交界面MN，在界面上產(chǎn)生反射和折射，下面各圖中正確反映了這次反射和折射的是(）解析：選A。根據(jù)反射定律，反射角等于入射角，B、C錯誤；對于水，紫光的折射率大于紅光的折射率,根據(jù)n＝eq\f(sini，sinr)，入射角相同時，紫光的折射角小于紅光的折射角,A正確，D錯誤．2。如圖所示，一細束紅藍復(fù)色光垂直于AB邊射入直角三棱鏡,在AC面上反射和折射分成兩束細光束，其中一束細光束為單色光束．若用v1和v2分別表示紅、藍光在三棱鏡內(nèi)的速度，下列判斷正確的是()A．v1<v2單色光束為紅色B．v1<v2單色光束為藍色C．v1>v2單色光束為紅色D．v1>v2單色光束為藍色解析：選C。紅光折射率小于藍光折射率，由折射率公式n＝eq\f（c，v）知紅光在同種介質(zhì)中的速度較大，即v1〉v2；由全反射公式sinC＝eq\f（1，n）知紅光折射率小臨界角大；所以藍光發(fā)生全反射時紅光依然有折射現(xiàn)象，故C正確．3．一束光由空氣射入某介質(zhì),當入射光線和界面的夾角為30°時，折射光線恰好與反射光線垂直，則光在該介質(zhì)中的傳播速度是（)A.eq\f(c，2） B．eq\f（c,3)C。eq\f（\r(3）c，2) D．eq\f(\r(3）c,3)解析:選D.當入射光線與界面間的夾角為30°時，入射角i＝60°，折射光線與反射光線恰好垂直，則折射角r＝90°－60°＝30°，故折射率為n＝eq\f（sini,sinr)＝eq\f(sin60°,sin30°）＝eq\r（3）,這束光在此介質(zhì)中傳播的速度為v＝eq\f（c，n)＝eq\f(\r（3）c，3），D正確．4．（2018·高考全國卷Ⅰ)如圖，△ABC為一玻璃三棱鏡的橫截面，∠A＝30°。一束紅光垂直AB邊射入,從AC邊上的D點射出，其折射角為60°,則玻璃對紅光的折射率為________．若改用藍光沿同一路徑入射，則光線在D點射出時的折射角________(填“小于”“等于”或“大于”)60°.解析：根據(jù)題述和題圖可知，折射角i＝60°，入射角r＝30°,由折射定律可得，玻璃對紅光的折射率n＝eq\f（sini,sinr)＝eq\r(3)。若改用藍光沿同一路徑入射，由于玻璃對藍光的折射率大于玻璃對紅光的折射率，則光線在D點射出時的折射角大于60°。答案：eq\r（3）大于5．如圖所示,一塊兩對面平行的玻璃磚的厚度L＝30cm，現(xiàn)測得該玻璃磚的折射率為n＝eq\r（3),若光線從上表面射入的入射角θ＝60°，已知光在空氣中的傳播速度c＝3×108m/s.求：(1)從下表面射出玻璃磚的光線相對于入射光線的側(cè)移量d.（2）光在玻璃磚中傳播的時間t。解析:（1）如圖：折射率n＝eq\f(sinθ，sinα）＝eq\r（3)得α＝30°根據(jù)幾何關(guān)系d＝eq\f（L，cosα)sin(θ－α)解得d＝10eq\r（3）cm。（2)光在玻璃中傳播的路徑:s＝eq\f（L,cos30°）光在玻璃中傳播的速度：v＝eq\f（c，n）可求光在玻璃中傳播的時間：t＝eq\f（s,v）＝eq\f(2L，c）＝2×10－9s。答案：(1)10eq\r（3)cm（2）2×10－9s［課時作業(yè)］［學(xué)生用書P109(單獨成冊)］一、單項選擇題一、單項選擇題1．如圖所示，國家游泳中心“水立方”的透明薄膜“外衣”上點綴了無數(shù)白色亮點，他們被稱為鍍點，北京奧運會舉行時正值盛夏，鍍點能改變光線方向，將光線擋在場館外，鍍點對外界陽光的主要作用是(）A．反射太陽光線，遵循光的反射定律B．反射太陽光線，不遵循光的反射定律C．折射太陽光線，遵循光的折射定律D．折射太陽光線，不遵循光的折射定律解析：選A?！皳踉趫鲳^外"一定是反射,只要是反射就一定遵循光的反射定律．2．實驗表明,可見光通過三棱鏡時各色光的折射率n隨著波長λ的變化符合科西經(jīng)驗公式：n＝A＋eq\f(B，λ2）＋eq\f（C,λ4）,其中A、B、C是正的常量．太陽光進入三棱鏡后發(fā)生色散的情形如圖所示．則（)A．屏上c處是紫光 B．屏上d處是紅光C．屏上b處是紫光 D．屏上a處是紅光解析:選D.白色光經(jīng)過三棱鏡后產(chǎn)生色散現(xiàn)象，在光屏由上至下依次為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫．屏上a處為紅光，屏上b、c處不是紫光，D正確．3．一束光線從空氣射向玻璃，入射角為α（發(fā)生折射）．下列四幅光路圖中正確的是(）解析：選A。一束光線從空氣射向玻璃，入射角為α,由題意可知光線一定會發(fā)生折射，根據(jù)n＝eq\f（sinα，sinθ)知,折射角小于入射角，同時光線在分界面上還會發(fā)生反射．4.如圖，半圓形玻璃磚置于光屏PQ的左下方．一束白光沿半徑方向從A點射入玻璃磚，在O點發(fā)生反射和折射,折射光在光屏上呈現(xiàn)七色光帶．若入射點由A向B緩慢移動，并保持白光沿半徑方向入射到O點,觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失．在光帶未完全消失之前，反射光的強度變化以及光屏上最先消失的光分別是(）A．減弱，紫光B．減弱，紅光C．增強，紫光D．增強，紅光解析：選C。光在傳播時隨入射角增大,反射光能量增強，折射光能量減少．根據(jù)能量守恒定律可知，當折射光線變?nèi)趸蛳r反射光線的強度將增強，故A、B兩項均錯誤；在七色光中紫光頻率最大且最易發(fā)生全反射，故光屏上最先消失的光是紫光,故C項正確，D項錯誤．5．如圖所示,半徑為R的玻璃半圓柱體，圓心為O.兩條平行單色光射向圓柱面，方向與底面垂直,光線1的入射點A為圓柱面的頂點,光線2的入射點為B，∠AOB＝60°。已知該玻璃對紅光的折射率n＝eq\r(3)，兩條光線經(jīng)柱面和底面折射后的交點與O點的距離d()A。eq\f（1，2)R B．eq\f（\r（3),2）RC。eq\f（1,3)R D．eq\f(\r（3），3）R解析：選C.如圖所示，光線1通過玻璃磚后不偏折．光線2入射角i＝60°.由n＝eq\f（sini,sinr)得：sinr＝eq\f(sini，n)＝eq\f(1，2),r＝30°由幾何知識得:i′＝60°－r＝30°。由n＝eq\f(sinr′，sini′）得：sinr′＝nsini′＝eq\f（\r（3），2)，r′＝60°，由幾何關(guān)系，得:OC＝eq\f（\r（3）,3）R，則d＝OC·tan30°＝eq\f（1，3)R。故選C。二、多項選擇題6。如圖所示,有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三種介質(zhì),光線的傳播方向以及光線與介質(zhì)分界面的夾角已在圖中標出，由此可以判斷（)A．光在介質(zhì)Ⅱ中傳播的速度最小B．介質(zhì)Ⅲ的折射率最小C．光在介質(zhì)Ⅰ中的傳播速度最大D．介質(zhì)Ⅲ的折射率最大解析：選AB。由相對折射率和絕對折射率的關(guān)系可知:n1sin45°＝n2sin40°，n2sin26°＝n3sin40°，得n2〉n1>n3，B項對，D項錯；由n＝eq\f(c，v)可知v2〈v1〈v3，A項對，C項錯．7.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(3）C．光在介質(zhì)中傳播速度為eq\r(3)×108m/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（r＝90°－30°＝60°）,可知光是由介質(zhì)射入真空的，A錯誤；由光路的可逆性和折射率的定義得，n＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3)，再由n＝eq\f(c，v）得v＝eq\f(c，n)＝eq\f（3×108，\r（3))m/s＝eq\r(3)×108m/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．8．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a光的折射率為eq\r(2）B．玻璃磚對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錯誤；根據(jù)折射定律a光在玻璃中的折射率n＝eq\f（sin45°，sin30°)＝eq\r(2)，故A正確,B錯誤．三、非選擇題9．如圖所示，一棱鏡的橫截面為直角三角形△ABC，∠A＝30°,斜邊AB＝a.棱鏡材料的折射率為n＝eq\r(2).在此橫截面所在的平面內(nèi),一條光線以45°的入射角從AC邊的中點M射入棱鏡．畫出光路圖，并求光線從棱鏡射出的點的位置(不考慮光線沿原路返回的情況）．解析：設(shè)入射角為i，折射角為r，由折射定律得:eq\f（sini,sinr)＝n①由已知條件及①式得r＝30°②光路圖如圖所示．設(shè)出射點為F,由幾何關(guān)系可得AF＝eq\f（3，8)a③即出射點在AB邊上離A點eq\f（3，8）a的位置．答案:見解析10．如圖所示，ABC是一個透明的薄壁容器，內(nèi)裝液體,當光垂直射向AC面時,光在AB面恰好發(fā)生全反射，已知光在真空中的傳播速度為c，求液體的折射率及光在該液體中的傳播速度為多大．解析：設(shè)液體的折射率為n，光在里面?zhèn)鞑サ乃俣葹関,發(fā)生全反射的臨界角為C,則由題意知：C＝60°，所以n＝eq\f(1，sinC）＝eq\f（1，sin60°)＝eq\f（2\r（3）,3)，又因為n＝eq\f（c,v），所以v＝eq\f(c,n）＝eq\f（\r（3），2)c.答案:eq\f(2\r(3)，3)eq\f（\r（3）,2)c11．如圖所示,一個小孩站在寬為6m的河岸邊,他的正對岸邊有一樹，樹頂高出河面3m，樹的正下方河底有一石塊．小孩向河面看去，同時看到樹頂和石塊