2015-2016學(xué)年高二物理下冊(cè)基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)訓(xùn)練題3

13.1新提升·課時(shí)作業(yè)基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1．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()【答案】D2．一條光線從空氣射入折射率為eq\r(2)的介質(zhì)中，入射角為45°，在界面上入射光的一部分被反射，另一部分被折射，則反射光線和折射光線的夾角是()A．75°B．90°C．105°D．120°【解析】如右圖所示，根據(jù)折射定律eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n，則sinθ2＝eq\f(sinθ1,n)＝eq\f(sin45°,\r(2))＝eq\f(1,2)，θ2＝30°，反射光線與折射光線的夾角θ＝180°－45°－30°＝105°，C正確．【答案】C3．(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)光路如下圖所示，對(duì)實(shí)驗(yàn)的一些具體問(wèn)題，下列說(shuō)法正確的是()A．為了減少作圖誤差，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與玻璃磚界面的夾角應(yīng)取大一些C．若A、B的距離較大時(shí)，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′間夾角較大時(shí)，有可能在bb′一側(cè)看不到A、B的像【解析】實(shí)驗(yàn)時(shí)，盡可能將大頭針豎直插在紙上，且A和B之間，B與O點(diǎn)之間，C與D之間，C與O′之間距離要稍大一些，入射角θ1應(yīng)適當(dāng)大一些，以減小測(cè)量角度的誤差，但入射角不宜太大，也不宜太小．在操作時(shí)，手不能觸摸玻璃磚的光潔光學(xué)面，更不能把玻璃磚界面當(dāng)尺子畫界線．【答案】AB4．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(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，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．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．【答案】A5．(多選)把用相同玻璃制成的厚度為d的正方體a和半徑亦為d的半球體b，分別放在報(bào)紙上，且讓半球的凸面向上．從正上方分別觀察a、b中心處報(bào)紙上的字，下面的觀察記錄中正確的是()A．a(chǎn)中的字比b中的字高B．b中的字比a中的字高C．一樣高D．a(chǎn)中的字較沒(méi)有玻璃時(shí)的高，b中的字和沒(méi)有玻璃時(shí)的一樣【解析】如圖所示，放在b中的字反射的光線經(jīng)半球體向外傳播時(shí)，傳播方向不變，故人看到字的位置是字的真實(shí)位置．而放在a中的字經(jīng)折射，人看到的位置比真實(shí)位置要高．【答案】AD6.如圖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()A．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【解析】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．【答案】B7．用“插針?lè)ā睖y(cè)定透明半圓柱玻璃的折射率，O為玻璃磚截面的圓心，使入射光線跟玻璃磚的平面垂直，如下圖所示的四個(gè)圖中P1、P2、P3和P4是四個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)插針的結(jié)果．(1)在這四個(gè)圖中肯定把針插錯(cuò)了的是________．(2)在這四個(gè)圖中可以比較準(zhǔn)確地測(cè)出折射率的是________，計(jì)算玻璃磚的折射率的公式是________．【解析】(1)垂直射入半圓柱玻璃磚平面的光線，經(jīng)玻璃磚折射后，折射光線不能與入射光線平行(除過(guò)圓心的光線)，A錯(cuò)．(2)測(cè)量較準(zhǔn)確的是圖D，因圖B的入射光線經(jīng)過(guò)圓心，出射光線沒(méi)有發(fā)生折射，圖C的入射光線離圓心太近，射到圓界面上時(shí)，入射角太小不易測(cè)量，會(huì)產(chǎn)生較大的誤差．測(cè)量出入射角與折射角后，由折射定律求出折射率n＝eq\f(sinθ1,sinθ2).【答案】(1)A(2)Dn＝eq\f(sinθ1,sinθ2)8．一半徑為R的1/4球體放置在水平面上，球體由折射率為eq\r(3)的透明材料制成．現(xiàn)有一束位于過(guò)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，折射入球體后再?gòu)呢Q直表面射出，如圖所示．已知入射光線與桌面的距離為eq\r(3)R/2.求出射角θ.【解析】設(shè)入射光線與1/4球體的交點(diǎn)為C，連接OC，OC即入射點(diǎn)的法線．因此，圖中的角α為入射角．過(guò)C點(diǎn)作球體水平表面的垂線，垂足為B.依題意，∠OCB＝α.又由△OBC知sinα＝eq\f(\r(3),2)①設(shè)光線在C點(diǎn)的折射角為β，由折射定律得eq\f(sinα,sinβ)＝eq\r(3)②由①②式得β＝30°③由幾何關(guān)系知，光線在球體的豎直表面上的入射角γ為30°.由折射定律得eq\f(sinγ,sinθ)＝eq\f(1,\r(3))④因此sinθ＝eq\f(\r(3),2)，解得：θ＝60°.【答案】60°能力提升1．如圖所示，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)得出射光線與界面AC夾角為30°，則棱鏡的折射率為()A.eq\f(1,2)B.eq\f(\r(2),2)C.eq\r(3)D.eq\f(\r(3),3)【解析】頂角A為30°，則光線從AC面射出時(shí)，在玻璃中的入射角θ1＝30°.由于出射光線和界面AC的夾角為30°，所以折射角θ2＝60°.由光路可逆和折射率的定義可知n＝eq\f(sinθ2,sinθ1)＝eq\r(3)，C項(xiàng)正確．【答案】C2．如圖所示，M是豎直放置的平面鏡，鏡離地面的距離可調(diào)節(jié)．甲、乙兩人站在鏡前，乙離鏡的距離為甲離鏡的距離的2倍．兩人略錯(cuò)開(kāi)，以使乙能看到甲的像．用l表示鏡的長(zhǎng)度，h表示甲的身高，為使乙能看到鏡中甲的全身像，l的最小值為()A.eq\f(1,2)hB.eq\f(2,3)hC.eq\f(3,4)hD．h【解析】根據(jù)平面鏡成象的對(duì)稱性可作出甲在平面鏡中所成的虛象，由相似三角形知識(shí)可知，平面鏡的最小長(zhǎng)度l＝eq\f(2,3)h，選項(xiàng)B正確．【答案】B3．如圖所示，兩塊同樣的玻璃直角三棱鏡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()A．1、2、3(彼此平行)中的任一條都有可能B．4、5、6(彼此平行)中的任一條都有可能C．7、8、9(彼此平行)中的任一條都有可能D．只能是4、6中的某一條【解析】光線由左邊三棱鏡AB面射入棱鏡，不改變方向，接著將穿過(guò)兩三棱鏡間的未知透明介質(zhì)進(jìn)入右邊的三棱鏡，由于透明介質(zhì)的兩表面是平行的，因此它的光學(xué)特性相當(dāng)于一塊兩面平行的玻璃磚，能使光線發(fā)生平行側(cè)移，只是因?yàn)樗鼉蛇叺慕橘|(zhì)不是真空，而是折射率未知的玻璃，因此是否側(cè)移以及側(cè)移的方向無(wú)法確定(若未知介質(zhì)的折射率n與玻璃折射率n玻相等，不偏移；若n＞n玻時(shí)，向上側(cè)移；若n＜n玻時(shí)，向下側(cè)移)，但至少可以確定方向沒(méi)變，仍然與棱鏡的AB面垂直．這樣光線由右邊三棱鏡AB面射出棱鏡時(shí)，不改變方向，應(yīng)為4、5、6中的任意一條，選項(xiàng)B正確．【答案】B4．用兩面平行的玻璃磚測(cè)定玻璃的折射率的實(shí)驗(yàn)中，已畫好玻璃磚界面aa′和bb′，不慎將玻璃磚向上平移了一些，放在如圖所示的位置上，而實(shí)驗(yàn)中其他操作均正確，測(cè)得的折射率將()A．偏大B．偏小C．不變D．無(wú)法確定【解析】可作出經(jīng)過(guò)玻璃磚的光路圖，由幾何知識(shí)可知，測(cè)出的折射角與正確值相同．【答案】C5.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\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．【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線形成，其光路圖如圖所示依題意，令R＝10eq\r(3)cm，據(jù)反射規(guī)律與幾何關(guān)系知，反射光線形成光斑P1與M點(diǎn)的距離為d1激光束的入射角i＝60°，設(shè)其折射角為r，由幾何