光的折射率練習(xí) 帶答案

...wd......wd......wd...第四章光的折射第1節(jié)光的折射定律1．光從一種介質(zhì)射到它與另一種介質(zhì)的____________時(shí)，一局部或全部光會(huì)返回到原介質(zhì)的現(xiàn)象，叫反射現(xiàn)象．發(fā)生反射現(xiàn)象時(shí)，反射光線與入射光線、法線在________________內(nèi)，反射光線與入射光線分別位于法線的________；反射角________入射角．這就是光的________________．2．光從一種介質(zhì)射到它與另一種介質(zhì)的____________時(shí)，一局部光進(jìn)入另一種介質(zhì)的現(xiàn)象，叫折射現(xiàn)象．發(fā)生折射現(xiàn)象時(shí)，折射光線與入射光線、法線處在________________內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于________的兩側(cè)；入射角i的正弦與折射角r的正弦成正比，即________．3．光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角的________與折射角的________之比，叫做這種介質(zhì)的絕對(duì)折射率，簡稱折射率，用符號(hào)n表示．4．關(guān)于光的折射現(xiàn)象，說法正確的選項(xiàng)是()A．光的傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象叫光的折射B．折射定律是托勒密發(fā)現(xiàn)的C．人觀察盛水容器的底部，發(fā)現(xiàn)水變淺了D．假設(shè)光從空氣射入液體中，它的傳播速度一定增大5．假設(shè)某一介質(zhì)的折射率較大，那么()A．光由空氣射入該介質(zhì)時(shí)折射角較大B．光由空氣射入該介質(zhì)時(shí)折射角較小C．光在該介質(zhì)中的速度較大D．光在該介質(zhì)中的速度較小6．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概念規(guī)律練知識(shí)點(diǎn)一折射現(xiàn)象的定性分析1．假設(shè)地球外表不存在大氣層，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．某些區(qū)域?qū)⑻崆?，在另一些地區(qū)將延后D．不變2．一個(gè)人站在湖邊，觀察離岸一段距離的水下的一條魚，這個(gè)人看到的魚的位置和魚在水下真實(shí)的位置相對(duì)比，以下說法中正確的選項(xiàng)是()A．在魚真實(shí)位置的正下方某處B．在魚真實(shí)位置上方的某處C．在魚真實(shí)位置下方偏向觀察者的某處D．所給條件缺乏，無法確定觀察到的魚的位置知識(shí)點(diǎn)二對(duì)折射率的理解3．關(guān)于折射率，以下說法正確的選項(xiàng)是()多項(xiàng)選擇A．根據(jù)eq\f(sini,sinr)＝n可知，介質(zhì)的折射率與入射角的正弦成正比B．根據(jù)eq\f(sini,sinr)＝n可知，介質(zhì)的折射率與折射角的正弦成反比C．根據(jù)n＝eq\f(c,v)可知，介質(zhì)的折射率與介質(zhì)中的光速成反比D．同一頻率的光由第一種介質(zhì)進(jìn)入第二種介質(zhì)時(shí)，折射率與介質(zhì)中波長成反比4．兩束不同頻率的單色光a、b從空氣平行射入水中，發(fā)生了如圖1所示的折射現(xiàn)象(α>β)．以下結(jié)論中正確的選項(xiàng)是()多項(xiàng)選擇圖1A．在水中的傳播速度，光束a比光束b大B．在水中的傳播速度，光束a比光束b小C．水對(duì)光束a的折射率比水對(duì)光束b的折射率小D．水對(duì)光束a的折射率比水對(duì)光束b的折射率大方法技巧練折射定律的應(yīng)用技巧5．一半徑為R的1/4球體放置在水平桌面上，球體由折射率為eq\r(3)的透明材料制成．現(xiàn)有一束垂直于過球心O的豎直平面內(nèi)的光線，平行于桌面射到球體外表上，折射入球體后再從豎直外表射出，如圖2所示．入射光線與桌面的距離為eq\r(3)R/2.求出射角r.圖26．一長直桿長1.5m，垂直立于底部平坦、水面平靜無波的游泳池中，露出水面局部高0.3m，當(dāng)陽光以與水面成37°的夾角入射時(shí)，桿在游泳池底部所成的影長為多少(水的折射率n＝eq\f(4,3).)1．關(guān)于光的反射與折射，以下說法正確的選項(xiàng)是()A．光發(fā)生反射時(shí)，光的傳播方向一定改變B．光發(fā)生反射時(shí)，光的傳播方向可能偏轉(zhuǎn)90°C．光發(fā)生折射時(shí)，一定伴隨著反射現(xiàn)象D．光發(fā)生反射時(shí)，一定伴隨著折射現(xiàn)象2．如圖3所示為地球及其大氣層，高空有偵察衛(wèi)星A接收到地球外表P處發(fā)出的光信號(hào)，則A感知到的發(fā)光物應(yīng)在()圖3A．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3．如圖4所示，一玻璃柱體的橫截面為半圓形．細(xì)的單色光束從空氣射向柱體的O點(diǎn)(半圓的圓心)，產(chǎn)生反射光束1和透射光束2.玻璃柱的折射率為eq\r(3)，入射角為45°(相應(yīng)的折射角為24°)．現(xiàn)保持入射光不變，將半圓柱繞通過O點(diǎn)垂直于紙面的軸線順時(shí)針轉(zhuǎn)過15°，如圖中虛線所示，則()多項(xiàng)選擇圖4A．光束1轉(zhuǎn)過15°B．光束1轉(zhuǎn)過30°C．光束2轉(zhuǎn)過的角度小于15°D．光束2轉(zhuǎn)過的角度大于15°4．一條光線以40°的入射角從真空射到平板透明材料上，光的一局部被反射，一局部被折射，折射光線與反射光線的夾角可能是()A．小于40°B．在50°～100°之間C．在100°～140°之間D．大于140°5．有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三種介質(zhì)，光線的傳播方向以及光線與介質(zhì)分界面的夾角如圖5所示，由此可以判斷()圖5A．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6．如圖6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，測得出射光線與入射光線夾角為30°，則棱鏡的折射率為()圖6A.eq\f(1,2)B.eq\f(\r(2),2)C.eq\r(3)D.eq\f(\r(3),3)7．如圖7所示，兩塊一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()圖7A．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．1、2、3、4、5、6、7、8、9中的任一條都有可能8．如圖8所示，半圓玻璃磚的半徑R＝10cm，折射率為n＝eq\r(3)，直徑AB與屏幕MN垂直并接觸于A點(diǎn)．激光a以入射角r＝30°射向半圓玻璃磚的圓心O，結(jié)果在水平屏幕MN上出現(xiàn)兩個(gè)光斑．求兩個(gè)光斑之間的距離L.圖89．一光線以很小的入射角i射入一厚度為d、折射率為n的平板玻璃，求出射光線與入射光線之間的距離(i很小時(shí)，sini≈i，cosi≈1)．第1節(jié)光的折射定律答案課前預(yù)習(xí)練1．分界面同一平面兩側(cè)等于反射定律2．分界面同一平面法線eq\f(sini,sinr)＝n3．正弦正弦4．C5．D[由n＝eq\f(sini,sinr)可知，光由空氣射入介質(zhì)時(shí)的折射角是由折射率n和入射角i共同決定的，所以A、B均錯(cuò)．由n＝eq\f(c,v)可知，介質(zhì)的折射率越大，光在該介質(zhì)中的速度越小，故C錯(cuò)，D正確．]6．C[根據(jù)折射率的定義n＝eq\f(sini,sinr)，在入射角一樣的情況下，折射角越小的介質(zhì)，其折射率越大，該介質(zhì)對(duì)光線的偏折作用越大；反之，折射角越大的介質(zhì)，其折射率越小，該介質(zhì)對(duì)光線的偏折作用越?。蔆正確．]課堂探究練1．B[假設(shè)地球周圍沒有大氣層，太陽光將沿直線傳播，如以以下圖，在地球上B點(diǎn)的人將在太陽到達(dá)A′點(diǎn)時(shí)看到日出；而地球外表有大氣層時(shí)，由于空氣的折射率大于1，并且離地球外表越近，大氣層的密度越大，折射率越大，太陽光將沿如以以下圖AB曲線進(jìn)入在B處的人眼中，使在B處的人看到了日出．但在B處的人認(rèn)為光是沿直線傳播的，認(rèn)為太陽位于地平線上的A′點(diǎn)，而此時(shí)太陽還在地平線以下，相當(dāng)于日出時(shí)刻提前了，所以無大氣層時(shí)日出的時(shí)間將延后．]點(diǎn)評(píng)將大氣層看成數(shù)層折射率由上到下(地球外表)依次增大的均勻介質(zhì)層疊合而成的；光由折射率較小的介質(zhì)斜射向折射率較大的介質(zhì)時(shí)，光線將向法線偏折．以上兩點(diǎn)即可確定光在大氣中的傳播情況．2．B[如以以下圖，人在岸上看離岸一段距離的水下的魚，應(yīng)是從魚的位置發(fā)出的光(實(shí)際上是魚的反射光)，經(jīng)折射后射入人的眼睛，看到的是魚的像．把魚看做一個(gè)發(fā)光點(diǎn)S，人看到的是折射光線的反向延長線交于發(fā)光點(diǎn)S的右上方S′點(diǎn)，這說明人看到的是魚的虛像，且位置是偏向右上方，所以選項(xiàng)B正確．]點(diǎn)評(píng)此類題目，要根據(jù)題意畫出光路圖，再根據(jù)光路圖解決題目中提出的問題．3．CD[介質(zhì)的折射率n與入射角i及折射角r的正弦無關(guān)，即A、B錯(cuò)；介質(zhì)的折射率與介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)和光在介質(zhì)中的速度有關(guān)，C正確；光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)頻率不變，由n＝eq\f(c,v)＝eq\f(λ真f,λ介f)＝eq\f(λ真,λ介)得折射率與介質(zhì)中的波長成反比，D正確．]點(diǎn)評(píng)折射率由介質(zhì)的性質(zhì)和入射光的頻率共同決定(第7節(jié)內(nèi)容)．4．AC[由公式n＝eq\f(sini,sinr)，可得折射率na<nb，C正確，D錯(cuò)誤．由v＝eq\f(c,n)，na<nb知va>vb，A正確，B錯(cuò)誤．]點(diǎn)評(píng)①折射率是反映介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的物理量，它是由介質(zhì)的性質(zhì)和入射光的頻率共同決定的，同一介質(zhì)對(duì)確定的單色光而言，對(duì)應(yīng)的折射率一定，不同介質(zhì)對(duì)同一單色光(頻率一定)的折射率一般是不一樣的，折射率是用比值定義的物理量n＝eq\f(sini,sinr)，其中“i〞表示光在空氣中的入射角，在sini一定的條件下，折射率較大的介質(zhì)中，光線的折射角的正弦值sinr較?。梢姡獾恼凵渎时硎驹谡凵洮F(xiàn)象中折射光線相對(duì)于入射光線偏折程度的物理量．②公式n＝eq\f(c,v)表示了真空中光速c和光在介質(zhì)中的速度v與折射率n的關(guān)系，折射率較大的介質(zhì)中，光速較?。?．60°解析設(shè)入射光線與1/4球體的交點(diǎn)為C，連接OC，OC即為入射點(diǎn)的法線．因此，圖中的角α為入射角．過C點(diǎn)作球體水平外表的垂線，垂足為B.依題意，∠COB＝i.又由△OBC知sini＝eq\f(BC,OC)＝eq\f(\f(\r(3),2)R,R)＝eq\f(\r(3),2)，i＝60°.設(shè)光線在C點(diǎn)的折射角為r1，由折射定律得eq\f(sini,sinr1)＝eq\r(3)，由以上兩式得r1＝30°.由幾何關(guān)系知，光線在球體的豎直外表上的入射角i1(如圖)為30°.由折射定律得eq\f(sini1,sinr1)＝eq\f(1,\r(3))，因此sinr＝eq\f(\r(3),2)，r＝60°.6．1.3m解析依題意作圖如以以下圖，依據(jù)折射定律n＝eq\f(sini,sinr)，得sinr＝eq\f(sini,n)＝eq\f(sin53°,\f(4,3))＝eq\f(3,5)，∠θ2＝37°，影長s＝0.3×tan53°m＋1.2×tan37°m＝0.3×eq\f(4,3)m＋1.2×eq\f(3,4)m＝1.3m.方法總結(jié)利用光路圖解決光的折射問題的方法：(1)根據(jù)題意畫出正確的光路圖．首先要找到入射的界面，同時(shí)準(zhǔn)確地作出法線，再根據(jù)折射定律和入射光線畫出折射光線，找到入射角和折射角，要注意入射角、折射角是入射光線、折射光線與法線的夾角．(2)利用幾何關(guān)系確定光路圖中的邊、角關(guān)系，與折射定律n＝eq\f(sini,sinr)中的各量準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)，比方一定要確定準(zhǔn)哪個(gè)角在分子上、哪個(gè)角在分母上．(3)利用折射定律n＝eq\f(sini,sinr)、折射率與光速的關(guān)系n＝eq\f(c,v)列方程，結(jié)合數(shù)學(xué)三角函數(shù)的關(guān)系進(jìn)展運(yùn)算．課后穩(wěn)固練1．ABC[光發(fā)生反射時(shí)，光的傳播方向一定改變，有人認(rèn)為當(dāng)入射角為0°，也就是光線垂直界面入射時(shí)，反射角為零，光線不改變方向，實(shí)際上光的傳播方向改變180°，選項(xiàng)A正確；當(dāng)入射角為45°時(shí)，反射角也為45°，光的傳播方向偏轉(zhuǎn)90°，選項(xiàng)B正確；光發(fā)生折射時(shí)，一定伴隨著反射現(xiàn)象，而當(dāng)發(fā)生全反射現(xiàn)象時(shí)，只有反射現(xiàn)象而無折射現(xiàn)象，選項(xiàng)C正確．]2．B[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．]3．BC[轉(zhuǎn)動(dòng)前，光束1(反射光線)與入射光線間的夾角為A＝45°×2＝90°，光束2(折射光線)與入射光線間的夾角為B＝45°＋(180°－24°)＝201°.轉(zhuǎn)動(dòng)后，反射光線與入射光線的夾角A′＝60°×2＝120°，根據(jù)折射定律，eq\f(sin60°,sinθ)＝eq\r(3)，得θ＝30°，則折射光線與入射光線間的夾角為B′＝60°＋(180°－30°)＝210°，因此ΔA＝A′－A＝30°，ΔB＝B′－B＝9°，故B、C項(xiàng)正確．]4．C[由eq\f(sini,sinr)＝n>1，得折射角r<i＝40°，由反射定律得i′＝i＝40°，如以以下圖，故折射光線與反射光線的夾角φ＝180°－i′－r＝140°－r，所以100°<φ<140°.]5．AB[由相對(duì)折射率和絕對(duì)折射率的關(guān)系可知：n1sin45°＝n2sin40°n1<n2n2sin26°＝n3sin40°n2>n3而n1sin45°sin26°＝n3sin240°，所以n1>n3即n2>n1>n3，B項(xiàng)對(duì)，D項(xiàng)錯(cuò)．由n1v1＝n2v2＝n3v3＝c，可知v2<v1<v3，A項(xiàng)對(duì)，C項(xiàng)錯(cuò)．]6．C[頂角A為30°，則光從AC面射出時(shí)，在玻璃中的入射角r＝30°.由于出射光線和入射光線的夾角為30°，所以折射角i＝60°.由光路可逆和折射率的定義可知n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\r(3)，C項(xiàng)正確．]7．B[光束射到AC面進(jìn)入未知的透明介質(zhì)將發(fā)生折射，若何折射需要對(duì)比未知介質(zhì)與玻璃的折射