光的折射（可編輯word）

第四章光1光的折射第1課時(shí)光的折射基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練題組一對(duì)光的折射的理解1.下列說(shuō)法正確的是()A.光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí),一定會(huì)發(fā)生偏折B.光從空氣進(jìn)入其他介質(zhì)時(shí),折射角大于入射角C.光從空氣進(jìn)入其他介質(zhì)時(shí),速度要減小D.折射是指光的傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象2.(2020湖北武漢為明實(shí)驗(yàn)學(xué)校模擬)下列哪一幅圖正確表示了光從空氣進(jìn)入玻璃中的光路()3.(多選)如圖所示,虛線表示兩種介質(zhì)的界面及其法線,實(shí)線表示一束光線以及它射向界面后發(fā)生反射和折射的光線,以下說(shuō)法正確的是()不可能是入射光線是入射光線是入射光線是反射光線題組二對(duì)折射率、折射定律的理解4.(多選)關(guān)于折射率,下列說(shuō)法正確的是()A.某種介質(zhì)的折射率等于光在介質(zhì)中的傳播速度v與光在真空中的傳播速度c的比值B.折射角和入射角的大小決定著折射率的大小C.兩種介質(zhì)相比較,折射率小的介質(zhì)折光能力較差D.任何介質(zhì)的折射率都大于1E.折射率的大小由介質(zhì)本身決定5.(2019四川綿陽(yáng)南山中學(xué)高二月考)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.折射率大的介質(zhì),光在其中的傳播速度小D.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6.(2019湖北武漢鋼城四中高二下月考)如圖所示,光在真空和某介質(zhì)的界面MN上發(fā)生折射,由圖可知()A.光是從真空射入介質(zhì)的B.介質(zhì)的折射率為3C.介質(zhì)的折射率為3D.反射光線與折射光線的夾角為60°7.(2019四川廣元元壩中學(xué)高二下期中)某單色光由某種介質(zhì)射向空氣,當(dāng)入射角為30°時(shí),折射光線與反射光線剛好垂直,則該介質(zhì)對(duì)該種色光的折射率為() B.2 D.38.(2020遼寧沈陽(yáng)一七零中學(xué)高二月考)一束紅光和一束紫光以適當(dāng)?shù)慕嵌壬湎虬雸A柱形玻璃磚,如圖所示,紅光與紫光的出射光線都由圓心O點(diǎn)沿OC方向射出,則()是紅光,它穿過(guò)玻璃磚所用的時(shí)間較短是紫光,它穿過(guò)玻璃磚所用的時(shí)間較長(zhǎng)是紅光,它穿過(guò)玻璃磚所用的時(shí)間較長(zhǎng)是紫光,它穿過(guò)玻璃磚所用的時(shí)間較短9.(2019山東棗莊八中東校區(qū)高二月考)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)志牌上的字特別醒目。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,再次折射回到空氣中時(shí)與入射光線平行。此玻璃的折射率為()A.2 C.3 10.如圖所示,有一個(gè)玻璃三棱鏡ABC,頂角A為30°,一束光a垂直于AB射入棱鏡,由AC邊射出進(jìn)入空氣,測(cè)得折射光線與入射光線間的夾角為30°,則棱鏡的折射率為()A.12 B.22 C.3 11.(多選)有一束單色光從介質(zhì)A射入介質(zhì)B,再由介質(zhì)B射入介質(zhì)C,如圖所示。根據(jù)圖中所給的情況判斷,下列說(shuō)法正確的是()A.介質(zhì)B的折射率最大B.介質(zhì)C的折射率最大C.光在介質(zhì)B中的速度最大D.光在介質(zhì)C中的速度最大12.(2019海南樂(lè)東三模)如圖所示,空氣中有一半徑為R的實(shí)心玻璃球,O為球心,AB為直徑,一條平行于AB的光線從球體上的M點(diǎn)射入玻璃球,折射光線恰好過(guò)B點(diǎn),已知∠ABM=30°,光在真空中傳播的速度為c。求:(1)該玻璃的折射率;(2)光從M點(diǎn)傳播到B點(diǎn)的時(shí)間。13.(2020山東青島膠州月考)光以60°的入射角從空氣射入玻璃中,折射光線與反射光線恰好垂直。(真空中的光速×108m/s)(1)畫出折射光路圖;(2)求出玻璃的折射率和光在玻璃中的傳播速度;(3)當(dāng)入射角變?yōu)?5°時(shí),折射角多大?(4)當(dāng)入射角增大或減小時(shí),玻璃的折射率是否變化?說(shuō)明理由。題組三視角和視深的判斷與計(jì)算14.(2019安徽滁州明光中學(xué)高二下月考)一個(gè)軍事設(shè)施的觀察孔如圖所示,其寬度L=30cm,厚度d=303cm,為了擴(kuò)大觀察視野,將折射率為n=2的某種玻璃磚完全嵌入觀察孔內(nèi)。則嵌入玻璃磚后,軍事設(shè)施內(nèi)的人通過(guò)這塊玻璃磚能看到的視野的最大張角是()° ° ° °15.如圖所示,把由同種玻璃制成的厚度為d的立方體A和半徑為d的半球體B分別放在報(bào)紙上,且讓半球體的凸面向上。從正上方(對(duì)B來(lái)說(shuō)是最高點(diǎn))豎直向下分別觀察A、B中心處報(bào)紙上的文字,下面的觀察記錄正確的是()①看到A中的字比B中的字高②看到B中的字比A中的字高③看到A、B中的字一樣高④看到B中的字和沒(méi)有放玻璃半球時(shí)一樣高A.①④ B.只有①C.只有② D.③④能力提升練一、選擇題1.(2020江西上饒橫峰中學(xué)月考,)(多選)由透明材料制成的長(zhǎng)方體物塊放在水平面上,且長(zhǎng)方體物塊的下表面有鍍銀層。一束由兩種單色光組成的細(xì)光束沿AO方向斜射到長(zhǎng)方體物塊的上表面,且AO與上表面的夾角為α,結(jié)果在長(zhǎng)方體物塊的上表面得到三束光線甲、乙、丙,如圖所示。則下列說(shuō)法正確的是()A.甲、乙、丙中只有甲為復(fù)色光B.該材料對(duì)光束乙的折射率大于對(duì)光束丙的折射率C.減小α角,甲、乙、丙一定平行D.兩種色光在物塊中傳播的時(shí)間一定相等2.(2019江蘇南通海門實(shí)驗(yàn)學(xué)校一模,)一個(gè)等腰直角三棱鏡的截面如圖所示,一細(xì)束藍(lán)光從AC面的P點(diǎn)沿平行底面AB方向射入棱鏡后,經(jīng)AB面反射,再?gòu)腂C面的Q點(diǎn)射出,且有PQ∥AB(圖中未畫光在棱鏡內(nèi)的光路)。如果將一細(xì)束綠光仍從P點(diǎn)沿平行底面AB方向射入三棱鏡,則從BC面射出的光線(深度解析)A.仍從Q點(diǎn)射出,出射光線平行于ABB.仍從Q點(diǎn)射出,出射光線不平行于ABC.可能從Q'點(diǎn)射出,出射光線平行于ABD.可能從Q″點(diǎn)射出,出射光線平行于AB3.(2019浙江諸暨牌頭中學(xué)高二下期中,)(多選)如圖所示,兩束平行的甲光和乙光,相距為d,斜射到置于空氣中的長(zhǎng)方體玻璃磚上,若光線在玻璃磚內(nèi)不重疊,當(dāng)它們從玻璃磚的下表面射出時(shí)(深度解析)A.若甲為紫光,乙為紅光,則兩條出射光線間距離一定大于dB.若甲為紫光,乙為紅光,則兩條出射光線間距離可能小于dC.若甲為紅光,乙為紫光,則兩條出射光線間距離可能大于dD.若甲為紅光,乙為紫光,則兩條出射光線間距離一定小于d4.(2019安徽六安皖西高中教學(xué)聯(lián)盟質(zhì)檢,)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),出射光線相對(duì)于入射光線偏轉(zhuǎn)的角度為θ。已知棱鏡頂角為α,則計(jì)算棱鏡對(duì)該單色光的折射率表達(dá)式為()A.sinα+θ2sinα2 B.sinα+二、非選擇題5.(2019福建莆田二模,)如圖,透明半球體的球心為O,半徑為R,折射率為3,在半球體的軸線OO'上有一點(diǎn)光源S,它發(fā)出一細(xì)光束射向半球體上的A點(diǎn),光束經(jīng)半球體折射后從B點(diǎn)射出。已知SA與SO、OB與OO'之間的夾角均為60°,光在真空中的傳播速度為c,則AB與SO之間的夾角為,光從A點(diǎn)傳播到B點(diǎn)所用的時(shí)間為。

6.(2020四川瀘州一模,)如圖所示,截面半徑為R的四分之一圓柱形玻璃磚平放在水平木板上,一束光從A點(diǎn)沿平行于木板方向射入玻璃磚,經(jīng)玻璃磚折射后射到水平木板上的F點(diǎn)。已知A點(diǎn)到圓心O點(diǎn)的距離xOA=12R,玻璃磚對(duì)該光束的折射率為n=3,光在真空中的傳播速度為c,不考慮光在玻璃界面處的反射。求:(1)光線射出玻璃磚時(shí)的折射角;(2)光線從A點(diǎn)射入玻璃磚后,到達(dá)木板上F點(diǎn)所用的時(shí)間。7.(2019山東濰坊一中高三上期末,)如圖a所示,一個(gè)儲(chǔ)油桶的底面半徑與高均為d。當(dāng)桶內(nèi)沒(méi)有油時(shí),從某點(diǎn)A恰能看到桶底邊緣的B點(diǎn)。如圖b所示,當(dāng)桶內(nèi)油的深度等于桶高的一半時(shí),仍沿AB方向看去,恰能看到桶底上的C點(diǎn),C、B兩點(diǎn)相距d2。光在真空中的傳播速率為c。求:(1)油的折射率;(2)光在油中傳播的速度。

8.(2020河北邯鄲曲周一中高三月考,)如圖所示,截面半徑為R的半圓柱形玻璃磚,其中AB⊥OQ,P為OQ上一點(diǎn),OP=3R,從P點(diǎn)和Q點(diǎn)分別發(fā)射出兩束不同的光線PM和QN,經(jīng)玻璃磚折射后均與OQ平行射出,已知玻璃磚對(duì)QN光線的折射率為43,PM、QN照到玻璃半圓面上的入射角不同,光線PM以60°入射角進(jìn)入玻璃,光線QN以53°入射角進(jìn)入玻璃,已知sin53°=0.8,求:(1)玻璃磚對(duì)PM光線的折射率;(2)兩條出射光線間的距離。9.(2020安徽阜陽(yáng)臨泉二中高三上期末,)邊長(zhǎng)為d的正方體透明介質(zhì)置于真空中,其橫截面ABCD如圖所示。有兩束平行光Ⅰ、Ⅱ分別從上表面的A點(diǎn)和AB的中點(diǎn)沿與水平面成30°角方向同時(shí)斜射入介質(zhì)中,兩種光在界面上折射后恰好相交于正方體底面的C點(diǎn)處。已知真空中的光速為c,求:(1)介質(zhì)對(duì)光Ⅰ、Ⅱ的折射率;(2)光Ⅰ、Ⅱ到達(dá)C點(diǎn)的時(shí)間差。10.(2020重慶一中高三上期中,)有一截面為正方形的物體ABCD漂浮在水面上,剛好有一半在水下,正方形邊長(zhǎng)m,AB側(cè)前方s1m的水面上有一障礙物。一潛水員從障礙物前方s2m的水面上豎直下潛到深度為h1的P處時(shí),看到A點(diǎn)剛好被障礙物擋住。已知水的折射率n=43,求:(1)深度h1;(2)若繼續(xù)豎直下潛h2到達(dá)Q處,恰好能看見(jiàn)CD右側(cè)水面上方的景物,則h2為多少?

第2課時(shí)實(shí)驗(yàn):測(cè)量玻璃的折射率基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練題組一實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)步驟1.某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定半圓柱形玻璃磚的折射率n。如圖甲所示,O是圓心,MN是法線,AO、BO分別表示某次測(cè)量時(shí)光在空氣和玻璃磚中的傳播路徑。該同學(xué)測(cè)得多組入射角i和折射角r,作出sini-sinr圖像如圖乙所示。則()A.光由A經(jīng)O到B.光由B經(jīng)O到C.光由A經(jīng)O到D.光由B經(jīng)O到2.(2020北京交通大學(xué)附屬中學(xué)高二下期末)(1)在“測(cè)定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中,在白紙上放好平行玻璃磚,aa'和bb'分別是玻璃磚與空氣的兩個(gè)界面,如圖1所示。在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2,用“×”表示大頭針的位置,然后在另一側(cè)透過(guò)玻璃磚觀察,并依次插入大頭針P3和P4。在插P3和P4時(shí),應(yīng)使。

圖1圖2(2)某同學(xué)實(shí)驗(yàn)中作出光路圖如圖2所示,在入射光線上任取一點(diǎn)A,過(guò)A點(diǎn)作法線的垂線,B點(diǎn)是垂線與法線的交點(diǎn)。O點(diǎn)是入射光線與aa'界面的交點(diǎn),C點(diǎn)是出射光線與bb'界面的交點(diǎn),D點(diǎn)為法線與bb'界面的交點(diǎn)。則實(shí)驗(yàn)所用玻璃的折射率n=(用圖中線段表示)。

3.用圓弧狀玻璃磚做測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)時(shí),先在白紙上放好圓弧狀玻璃磚,在玻璃磚的一側(cè)豎直插上兩枚大頭針P1、P2,然后在玻璃磚的另一側(cè)觀察,調(diào)整視線使P1的像被P2的像擋住,接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針P3和P4,使P3擋住P1和P2的像,P4擋住P3以及P1和P2的像,在紙上標(biāo)出大頭針位置和圓弧狀玻璃磚輪廓如圖甲所示(O為兩圓弧圓心,圖中已畫出經(jīng)過(guò)P1、P2點(diǎn)的入射光線)。(1)在圖上補(bǔ)畫出完整的光路。(2)為了測(cè)出玻璃的折射率,需要測(cè)量入射角θ1和折射角θ2,請(qǐng)?jiān)趫D中的AB分界面上標(biāo)出這兩個(gè)角。(3)多次改變?nèi)肷浣?測(cè)得幾組入射角和折射角,根據(jù)測(cè)得的入射角和折射角的正弦值,畫出了如圖乙所示的圖像,由圖像可知該玻璃的折射率n=。

題組二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及誤差分析4.在測(cè)定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)中,為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.玻璃磚的寬度應(yīng)大些B.入射角應(yīng)盡量小些C.大頭針應(yīng)垂直插在紙面上D.大頭針P1與P2及P3與P4之間的距離應(yīng)適當(dāng)大些5.(多選)在用兩面平行的玻璃磚測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)中,其實(shí)驗(yàn)光路圖如圖所示,對(duì)實(shí)驗(yàn)的一些具體問(wèn)題,下列說(shuō)法正確的是()A.為減少作圖誤差,C和D的距離應(yīng)適當(dāng)取大一些B.為減少測(cè)量誤差,A、B連線與法線NN'的夾角應(yīng)適當(dāng)大一些C.若A、B的距離較大,通過(guò)玻璃磚會(huì)看不到A、B的像D.若A、B連線與法線NN'間夾角過(guò)大,有可能在bb'一側(cè)看不清A、B的像6.如圖甲所示為光學(xué)實(shí)驗(yàn)用的長(zhǎng)方體玻璃磚,它的面不能用手直接接觸。在用插針?lè)y(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)中,兩位同學(xué)繪出的玻璃磚和三個(gè)針孔a、b、c的位置相同,且插在c位置的針正好擋住插在a、b位置的針的像,但最后一個(gè)針孔的位置不同,分別為d、e兩點(diǎn),如圖乙所示,計(jì)算折射率時(shí),用(填“d”或“e”)點(diǎn)得到的值較小,用(填“d”或“e”)點(diǎn)得到的值誤差較小。

能力提升練題組一實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)步驟1.(2020山東德州齊河一中高二下期中,)一位同學(xué)用“插針?lè)ā睖y(cè)兩面平行的玻璃磚的折射率。(1)該同學(xué)在量入射角和折射角時(shí),由于沒(méi)有量角器,在完成了光路圖以后,以O(shè)點(diǎn)為圓心、OA為半徑畫圓,交OO'的延長(zhǎng)線于C點(diǎn),過(guò)A點(diǎn)和C點(diǎn)分別向法線作垂線交于B點(diǎn)和D點(diǎn),如圖所示。測(cè)量有關(guān)線段的長(zhǎng)度,可得玻璃的折射率n=。(用圖中線段字母表示)

(2)這種方法能否測(cè)量?jī)擅娌黄叫械牟ＡТu的折射率?(填“能”或“否”)。

2.(2020河北衡水武邑中學(xué)期中,)如圖所示是利用“插針?lè)ā睖y(cè)定玻璃磚的折射率時(shí)得到的光路圖,玻璃磚的入射面AB和出射面CD并不平行,則:(1)出射光線與入射光線(選填“平行”或“不平行”)。

(2)以入射點(diǎn)O為圓心、以R(長(zhǎng)為5cm的線段)為半徑畫圓,與入射光線PO交于M點(diǎn),與折射光線OQ交于F點(diǎn),過(guò)M、F點(diǎn)分別向法線作垂線,量得cm,則該玻璃磚的折射率n=。

3.(2019四川遂寧高二下期末,)如圖所示,一個(gè)學(xué)生用廣口瓶和刻度尺測(cè)定水的折射率,填寫下述實(shí)驗(yàn)步驟中的空白。(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)出廣口瓶瓶口內(nèi)徑d。(2)在瓶?jī)?nèi)裝滿水。(3)將刻度尺沿瓶口邊緣插入水中。

(4)沿廣口瓶邊緣向水中刻度尺正面看去,若恰能看到刻度尺的0刻度線(即圖中A點(diǎn)),同時(shí)看到水面上B刻度線的像B'恰與A點(diǎn)的像重合,如圖。(5)若水面恰與刻度尺的C刻度線相平,讀出和的長(zhǎng)度。

(6)由題中所給條件,可以計(jì)算水的折射率為。

題組二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及誤差分析4.(2019北京人大附中高二下期末,)如圖1所示,某同學(xué)在“測(cè)定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中,先將白紙平鋪在木板上并用圖釘固定,長(zhǎng)方體玻璃磚平放在白紙上,然后在白紙上確定玻璃磚的界面aa'和bb'。O為直線AO與aa'的交點(diǎn)。在直線OA上豎直插上P1、P2兩枚大頭針。圖1(1)該同學(xué)接下來(lái)要完成的必要步驟有。(填選項(xiàng)前的字母)

A.插上大頭針P3,使P3僅擋住P2的像B.插上大頭針P3,使P3擋住P1、P2的像C.插上大頭針P4,使P4擋住P3和P1、P2的像D.插上大頭針P4,使P4僅擋住P3的像(2)過(guò)P3、P4作直線交bb'于O',過(guò)O'作垂直于bb'的直線NN',連接O、O'。測(cè)量圖1中角α和角β的大小,則玻璃的折射率n=。

(3)如圖2所示,若該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中將玻璃磚的界面aa'和bb'的間距畫得過(guò)寬,其他操作正確,圖2中甲圖的折射率的測(cè)量值準(zhǔn)確值;乙圖的折射率的測(cè)量值準(zhǔn)確值。(均選填“大于”“小于”或“等于”)

圖25.(2019陜西西安高二下期末,)在用插針?lè)ā皽y(cè)定玻璃磚的折射率”的實(shí)驗(yàn)中,甲、乙、丙三位同學(xué)在白紙上畫出的界面aa'、bb'與玻璃磚位置的關(guān)系分別如圖①、②和③所示,其中甲、丙兩同學(xué)用的是矩形玻璃磚,乙同學(xué)用的是梯形玻璃磚。他們的其他操作均正確,且均以aa'、bb'為界面畫光路圖。則:(1)甲同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比(填“偏大”“偏小”或“相等”)。

(2)乙同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比(填“偏大”“偏小”或“相等”)。

(3)丙同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比。

答案全解全析第1課時(shí)光的折射基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練1.C光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí),傳播方向會(huì)發(fā)生變化,當(dāng)垂直入射時(shí),傳播方向不改變,A錯(cuò)誤;當(dāng)光從空氣斜射入其他介質(zhì)時(shí),折射角小于入射角,B錯(cuò)誤;根據(jù)v=cn,可知光從空氣進(jìn)入其他介質(zhì)時(shí),速度要減小,C正確;光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí),傳播方向會(huì)發(fā)生變化,這是光的折射現(xiàn)象,故D2.C光從空氣斜射入玻璃時(shí),折射角應(yīng)小于入射角,而A圖中折射角大于入射角,D圖中折射角等于入射角,故A、D錯(cuò)誤,C正確;B圖中折射光線與入射光線在法線的同側(cè),畫法錯(cuò)誤,故B錯(cuò)誤。3.ABD由于反射角等于入射角,反射光線、入射光線關(guān)于法線對(duì)稱,所以aO、Ob可能是入射光線和反射光線,PQ是法線。又因?yàn)檎凵涔饩€與入射光線分別位于法線兩側(cè),所以aO是入射光線,Ob是反射光線,Oc是折射光線,故A、B、D正確,C錯(cuò)誤。4.CDE某種介質(zhì)的折射率等于光在真空中的傳播速度c與光在介質(zhì)中的傳播速度v的比值,A錯(cuò)誤;折射率與折射角和入射角的大小無(wú)關(guān),B錯(cuò)誤;折射率小的介質(zhì)折光能力較差,C正確;某種介質(zhì)的折射率等于光在真空中的傳播速度c與光在介質(zhì)中的傳播速度v的比值,由于光在真空中的傳播速度最快,因此任何介質(zhì)的折射率都大于1,D正確;折射率的大小由介質(zhì)本身決定,E正確。5.C光從折射率大的介質(zhì)射向折射率小的介質(zhì)時(shí),折射角大于入射角,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;折射率的大小是由介質(zhì)本身決定的,與折射角的正弦值無(wú)關(guān),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)v=cn可知,折射率大的介質(zhì),光在其中的傳播速度小,選項(xiàng)C正確;根據(jù)n=sinθ1sinθ2可知,折射角增大為原來(lái)的2倍,入射角不一定也增大為原來(lái)的6.C由題圖可知,光線的入射角為30°,折射角為90°-30°=60°,知光線從介質(zhì)進(jìn)入真空,故A錯(cuò)誤;根據(jù)折射定律得介質(zhì)的折射率n=sin60°sin30°=3,故B錯(cuò)誤,C正確;反射角等于入射角,則反射光線與界面的夾角為60°,故反射光線與折射光線的夾角為90°,D7.D當(dāng)入射角i=30°時(shí),折射光線與反射光線恰好垂直,則折射角r=90°-30°=60°,該介質(zhì)對(duì)該種色光的折射率n=sin60°sin30°=3,故A、B、C錯(cuò)誤,D8.A由題圖可看出兩光束的折射角相同,因玻璃對(duì)紅光的折射率較小,由折射定律可知紅光的入射角應(yīng)大于紫光的入射角,故AO為紅光;由v=cn知紅光在玻璃磚中的傳播速度較大,而紅光和紫光在玻璃磚中的光程相等,故紅光穿過(guò)玻璃磚所需時(shí)間較短,A正確,B、C、D9.C光線在玻璃球內(nèi)的光路圖如圖所示。A、C為折射點(diǎn),B為反射點(diǎn),OD平行于入射光線,故∠AOD=∠COD=60°,所以∠OAB=30°,玻璃的折射率n=sin60°sin30°=3,C10.C由題意可知,光從棱鏡射向空氣中時(shí),入射角θ1=30°,折射角θ2=60°,則棱鏡的折射率n=sinθ2sinθ1=11.BC光由介質(zhì)A射入介質(zhì)B時(shí),根據(jù)光路圖可知,nBA=sin60°sin45°=62,A的折射率大于B的折射率;光由介質(zhì)B射入介質(zhì)C時(shí),根據(jù)光路圖可知,nBC=sin60°sin30°=3,B的折射率小于C的折射率。由nBA<nBC,可知C的折射率大于A的折射率,所以介質(zhì)C的折射率最大、介質(zhì)B的折射率最小,12.答案(1)3(2)3解析(1)光路如圖,由幾何知識(shí)可得折射角r=∠ABM=30°,入射角i=2∠ABM=60°,則此玻璃的折射率為n=sinisinr=sin60°(2)由幾何知識(shí)可得,MB的長(zhǎng)度s=2Rcos30°光在玻璃球內(nèi)傳播的速度v=c故光從M點(diǎn)傳到B點(diǎn)的時(shí)間t=sv=nsc=313.答案(1)圖見(jiàn)解析(2)3×108m/s(3)arcsin6(4)不變化,理由見(jiàn)解析解析(1)由題意知,入射角θ1=60°,則反射角β=60°,折射角θ2=180°-60°-90°=30°,故折射光路圖如圖所示。(2)玻璃的折射率n=sinθ1sinθ根據(jù)n=cv得v=cn=3.0×1083m/s≈×(3)根據(jù)n=sinθ1sinθ2得sin將sinθ1=sin45°=22及n=3代入上式,可求得sinθ2=解得θ2=arcsin66折射率反映介質(zhì)的光學(xué)特性,其大小由介質(zhì)本身及光的性質(zhì)共同決定,而跟入射角的大小無(wú)關(guān)。14.B軍事設(shè)施內(nèi)的人從內(nèi)壁左側(cè)能最大范圍觀察右邊的目標(biāo),光路如圖所示。由幾何關(guān)系有sinr=LL2+d2=12,解得r=30°;根據(jù)折射定律有sinisinr=n,解得i=45°,則最大張角為θ=2i=90°,15.A折射現(xiàn)象只有在入射角不等于0°時(shí)才發(fā)生。當(dāng)人眼通過(guò)半球體看中心處報(bào)紙上的字的時(shí)候,進(jìn)入眼睛的光線恰恰是從球面法線方向射出的,所以不偏折,即通過(guò)半球體觀察時(shí)物像重合,看到B中的字和沒(méi)有放玻璃半球時(shí)一樣高;當(dāng)通過(guò)立方體觀察時(shí)像比物高,如圖所示,可知看到A中的字比沒(méi)有放立方體時(shí)看到的字高,所以看到A中的字比B中的字高。A正確,B、C、D錯(cuò)誤。能力提升練1.ABC兩種色光都能發(fā)生反射,由反射定律可知它們的反射角相同,可以知道光束甲是復(fù)色光;而對(duì)于光束乙、丙,因?yàn)椴牧蠈?duì)兩種單色光的折射率不同,導(dǎo)致偏折分離,所以光束乙、丙為單色光,A正確。由圖可知,折射時(shí)光束乙的偏折程度大于光束丙的偏折程度,根據(jù)折射定律可以知道材料對(duì)光束乙的折射率大于對(duì)光束丙的折射率,B正確。一束由兩種單色光混合的復(fù)色光沿AO方向射向物塊,經(jīng)過(guò)折射、反射、再折射后,出射光線是平行的,因?yàn)榈谝淮握凵鋾r(shí)的折射角與第二次折射時(shí)的入射角相等,光反射時(shí)反射角與入射角相等,所以由光路可逆可得出射光線平行,改變?chǔ)两?光線甲、乙、丙仍保持平行,故C正確。由幾何關(guān)系可知光束乙在物塊中的傳播路程為s=2dcosr1,由n=sinisinr和v=cn知光束乙在物塊中傳播的速度為v1=csinr1sini,所以光束乙在物塊中傳播的時(shí)間為t12.D由于藍(lán)光的折射率較大,在AC面上偏折得更厲害,綠光折射率較小,在AC面上偏折的角度較小,則在BC面上的出射點(diǎn)偏下,所以可能從O″點(diǎn)射出。根據(jù)幾何關(guān)系得光在BC面上的入射角和在AC面上的折射角相等,根據(jù)折射定律及光路的可逆性,知出射光線仍然與AB平行。方法技巧解決光的折射問(wèn)題的一般方法(1)根據(jù)題意和折射定律、反射定律畫出正確的光路圖。(2)利用幾何關(guān)系確定光路中的邊、角關(guān)系,要注意入射角、反射角、折射角均是與法線的夾角。(3)利用折射定律、折射率公式求解相關(guān)量。解題時(shí)要注意在光的反射和折射現(xiàn)象中光路都是可逆的,利用光路的“可逆性”可輔助作光路圖、分析幾何關(guān)系。3.AD根據(jù)光學(xué)規(guī)律知兩束出射光線仍平行。由于玻璃對(duì)紫光的折射率大于對(duì)紅光的折射率,所以紫光的側(cè)移量較大,紅光的側(cè)移量較小,可采用極限法,紅光的側(cè)移量小到等于零,即沿直線傳播。若甲為紫光,乙為紅光,兩條出射光線間距離一定大于d,如圖a所示,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;若甲為紅光,乙為紫光,則兩條出射光線間距離一定小于d,如圖b所示,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。解題關(guān)鍵對(duì)于幾何光學(xué)題,畫好光路圖是解題的關(guān)鍵。充分利用幾何知識(shí)便可順利解題。4.A由圖可知,當(dāng)出射角與入射角相等時(shí),AB面上的折射角與AC面上的入射角相等,設(shè)為r,由幾何關(guān)系可知α+β=180°,2r+β=180°,得α=2r,而θ=2(i-r),得i=θ+α2,由折射定律得n=sinisinr答案30°R解析由題意可知,光線在A點(diǎn)的入射角為i=60°,根據(jù)折射定律有n=sinisinr,可得折射角為r=30°,根據(jù)幾何關(guān)系可知AB與SO之間的夾角為30°。由幾何知識(shí)可知∠ABO=60°-30°=30°,△AOB是等腰三角形,則有AB=R2cos30°=33R;光在半球體中的傳播速度為v=cn=33c,故光從A答案(1)60°(2)5解析(1)作出光路圖如圖所示,設(shè)入射角為i,折射角為r,則sinisin又有sini=12R代入數(shù)據(jù)可得r=60°(2)由幾何關(guān)系可得光在玻璃磚內(nèi)傳播的距離x1=12Rtan30°光在玻璃內(nèi)的速度v=c則光在玻璃內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1=x1v=3由于r=60°,∠O'OF=i=30°,則∠O'FO=30°所以O(shè)'F=R則t2=O'F總時(shí)間t=t1+t2=57.答案(1)2105(2)解析(1)由題意知,畫出從A點(diǎn)看到C點(diǎn)的光路圖如圖,底面半徑與桶高相等,設(shè)圖中入射角為i,折射角為r,由幾何關(guān)系得sinr=dd2sini=12d所以油的折射率為n=sinrsini(2)由n=cv,得光在油中傳播的速度為v=cn=108.答案(1)3解析(1)作出兩束光線的入射角、折射角,如圖,在△PMO中,根據(jù)正弦定理得sin(180°-i)故r=30°則玻璃磚對(duì)PM光線的折射率nPM=sinisinr=(2)由折射定律可得nQN=43=sinα解得β=37°兩條出射光線間的距離d=Rsinr+Rsinβ=R9.答案(1)62152解析(1)由題可知,光Ⅰ、Ⅱ在空氣中的入射角為θ=60°,作出光Ⅰ、Ⅱ在介質(zhì)中的光路圖如圖所示:根據(jù)幾何關(guān)系可知,光Ⅰ在介質(zhì)中的折射角為θ1=45°,光Ⅱ在介質(zhì)中的折射角的正弦值為sinθ2=d2d2由折射定律可得nⅠ=sinθsinθ1=62,nⅡ(2)由介質(zhì)中光速v=cn可得,光Ⅰ、Ⅱ在介質(zhì)中的速度分別為vⅠ=cnⅠ,v光Ⅰ、Ⅱ在介質(zhì)中傳播的距離分別為lⅠ=2d,lⅡ=52則有Δt=l解得Δt=3d10.答案(1)4m(2)(573-175解析(1)假設(shè)移走障礙物,A點(diǎn)射向P點(diǎn)的光線如圖所示,入射角、折射角分別為α、β。由幾何關(guān)系得sinα=ssinβ=s根據(jù)折射定律有n=sin代入數(shù)據(jù)解得h1=4m(2)恰好能看見(jiàn)CD右側(cè)水面上方的景物,則Q點(diǎn)和C點(diǎn)連線與豎直方向的夾角剛好為臨界角,設(shè)為γ,則sinγ=1n=tanγ=s解得h2=57

第2課時(shí)實(shí)驗(yàn):測(cè)量玻璃的折射率基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練1.Bsini-sinr圖像中圖線的斜率k=sinisinr=23<1,故光從折射率大的介質(zhì)射入,從折射率小的介質(zhì)射出,即光由B經(jīng)O到A,折射率n=12.答案(1)P3擋住P1、P2的像,P4擋住P3和P1、P2的像(2)AB解析(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理,連接P1、P2表示入射光線,連接P3、P4表示出射光線,連接兩光線與玻璃磚的兩交點(diǎn),即得折射光線。實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,要先在白紙上放好平行玻璃磚,在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2,然后在玻璃磚另一側(cè)觀察,調(diào)整視線使P1的像被P2的像擋住,接著在眼睛所在一側(cè)相繼插上兩枚大頭針P3、P4,使P3擋住P1、P2的像,使P4擋住P3和P1、P2的像。(2)設(shè)光線的入射角為i,折射角為r,根據(jù)幾何關(guān)系得sini=ABsinr=CD解得玻璃的折射率為n=AB答案(1)見(jiàn)解析圖(2)見(jiàn)解析圖解析(1)連接P3、P4與CD交于一點(diǎn),此交點(diǎn)為光線從玻璃磚中射出的位置,又由于P1、P2的連線與AB的交點(diǎn)為光線進(jìn)入玻璃磚的位置,連接兩點(diǎn)即可作出玻璃磚中的光線,如圖所示。(2)過(guò)O點(diǎn)和光線在AB上的入射點(diǎn)作出法線,標(biāo)出入射角θ1和折射角θ2如圖所示。(3)圖線的斜率k=sinθ1sinθ24.B玻璃磚的寬度大些,可減小測(cè)量誤差;大頭針垂直插在紙面上以及大頭針P1與P2及P3與P4之間的距離適當(dāng)大些,可減小確定光路方向時(shí)的誤差,A、C、D說(shuō)法正確;入射角不能太大也不能太小,入射角太小時(shí),測(cè)量誤差較大,B說(shuō)法錯(cuò)誤。5.ABD實(shí)驗(yàn)時(shí),盡可能將大頭針豎直插在紙上,且A與B之間,B與O點(diǎn)之間、C與D之間、C與O'之間距離要適當(dāng)取大一些,故A正確。A、B連線與法線NN'的夾角為入射角,入射角適當(dāng)大些,折射角