高中物理 第13章 第1節(jié)光的反射和折射檢測試題 新人教版選修3-4

【成才之路】-學(xué)年高中物理第13章第1節(jié)光的反射和折射檢測試題新人教版選修3-4基礎(chǔ)夯實(shí)一、選擇題(1～4題為單選題，5題為多選題)1.(諸城一中～學(xué)年高二下學(xué)期檢測)如圖所示，國家游泳中心“水立方”的透明薄膜“外衣”上點(diǎn)綴了無數(shù)白色亮點(diǎn)，他們被稱為鍍點(diǎn)，北京奧運(yùn)會舉行時正值盛夏，鍍點(diǎn)能改變光線方向，將光線擋在場館外，鍍點(diǎn)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答案：A解析：“擋在場館外”一定是反射，只要是反射就一定遵循光的反射定律。2．如圖所示，落山的太陽看上去正好在地平線上，但實(shí)際上太陽已處于地平線以下，觀察者的視覺誤差大小取決于當(dāng)?shù)卮髿獾臓顩r。造成這種現(xiàn)象的原因是()A．光的反射 B．光的折射C．光的直線傳播 D．小孔成像答案：B解析：太陽光線進(jìn)入大氣層發(fā)生折射，使傳播方向改變，而使人感覺太陽的位置比實(shí)際位置偏高。3．在水中的潛水員斜看岸邊的物體時，看到的物體()A．比物體所處的實(shí)際位置高B．比物體所處的實(shí)際位置低C．跟物體所處的實(shí)際位置一樣高D．以上三種情況都有可能答案：A解析：根據(jù)光的折射定律可知A項正確。4．一束光線從空氣射向折射率為1.5的玻璃內(nèi)，入射角為45°，下面光路圖中正確的是()答案：C解析：光在兩介質(zhì)的界面上通常同時發(fā)生反射和折射，所以A錯誤；由反射定律和反射角為45°，根據(jù)折射定律n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)得θ1>θ2，故B錯誤；C正確，D錯誤。5．關(guān)于折射率，下列說法中正確的是()A．根據(jù)eq\f(sinθ1,sinθ2)＝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(sinθ1,sinθ2)＝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，折射率與波長成反比答案：CD解析：介質(zhì)的折射率是一個表明介質(zhì)的光學(xué)特性的物理量，由介質(zhì)本身決定，與入射角、折射角無關(guān)。由于真空中光速是個定值，故n與v成反比正確，這也說明折射率與光在該介質(zhì)中的光速是有聯(lián)系的，由v＝λf，當(dāng)f一定時，v正比于λ。n與v成反比，故折射率與波長λ也成反比。二、非選擇題6．如圖所示，M、N為兩個平面鏡，S為一發(fā)光點(diǎn)，P和S點(diǎn)均在紙面內(nèi)。由S點(diǎn)發(fā)出的一條光線先經(jīng)平面鏡M反射再射向平面鏡N，經(jīng)平面鏡N反射后通過P點(diǎn)。試畫出這條光線的光路。解析：根據(jù)像和物關(guān)于平面鏡對稱的規(guī)律，先找出S點(diǎn)在平面鏡M中的虛像S1點(diǎn)，如圖所示，虛像S1對于平面鏡N而言相當(dāng)于發(fā)光點(diǎn)，再找出S1在平面鏡N中的虛像S2，連接S2P，交平面鏡N于D2點(diǎn)，連接D2S1交平面鏡M于D1，連接SD1，則光線SD1、D1D2、D2P即為所要作的光線。7．一半徑為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?，F(xiàn)有一束位于過球心O的豎直平面內(nèi)的光線，平行于桌面射到球體表面上，折射入球體后再從豎直表面射出，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。答案：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°。能力提升一、選擇題(1、2題為單選題，3、4題為多選題)1．(北京西城區(qū)～學(xué)年高二下學(xué)期期末)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．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答案：A解析：這是一道典型的視野問題，解決視野問題的關(guān)鍵是如何確定邊界光線，是誰約束了視野等。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A正確，B、C、D錯誤。3．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光的大答案：AC解析：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均較小，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。4．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)中的字較沒有玻璃時的高，b中的字和沒有玻璃時的一樣答案：AD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，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。二、非選擇題5．河中有條小魚，某時刻小魚的實(shí)際深度為H，一人從水面正上方往水中看，他感覺到的小魚的深度為多大？(設(shè)水的折射率為n。)答案：eq\f(H,n)解析：如圖所示，設(shè)小魚在S處，從魚反射出的光線SO垂直水面射出，光線SO1與SO間的夾角很小。因一般人的瞳孔的線度為2～3mm，θ1、θ2為一組對應(yīng)的折射角和入射角，可知θ1、θ2均很小。由數(shù)學(xué)知識知：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)即他感覺到的小魚的深度為實(shí)際深度的eq\f(1,n)，即變淺。6.如圖所示，人站在距槽邊D為l＝1.2m處，剛好能看到槽底的B位置，人眼距地面的高度H＝1.6m，槽中注滿某種透明液體時，人剛好能看到槽底中央O點(diǎn)處。求：(1)液體的折射率；(2)光在該液體中的傳播速度。答案：(1)1.71(2)1.75×108解析：(1)光路如圖所示，sinθ1＝eq\f(l,\r(l2＋H2))＝eq\f(1.2,\r(1.22＋1.62))＝0.6設(shè)槽深為h，寬為d，則由圖可知eq\f(H,l)＝eq\f(h,d)＝eq\f(4,3)所以sinθ2＝eq\f(\f(1,2)d,\r(h2＋\f(d,2)2))，解得sinθ2＝0.35所以液體的折射率為n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(0.6,0.35)＝1.71。(2)光在液體中的速度v＝eq\f(c,n)＝1.75×108m/s。7.(養(yǎng)正中學(xué)、安溪一中、惠安一中～學(xué)年高二下學(xué)期聯(lián)考)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)間距為答案：光路圖見解析；eq\r(3)解析：光屏上的兩個光斑分別是激光束經(jīng)光學(xué)元件反射與折射的光線形