新教材2024-2025學年高中物理第4章光及其應用分層作業(yè)21光的折射定律教科版選擇性必修第一冊

第四章分層作業(yè)21光的折射定律A級必備學問基礎練1.某同學視察一束光從空氣射向水中的反射和折射現(xiàn)象,畫出的光路圖正確的是()2.一個鎮(zhèn)紙(壓紙用的)是用玻璃做成的,其橫截面是一個如圖所示的直角三角形,其中∠C=30°。同學們用它做了一個光學試驗:在鎮(zhèn)紙的AC邊上用黑墨跡標記了一個O點,然后讓一束單色光從O點斜射入鎮(zhèn)紙內(nèi),當入射光與AC邊的夾角為45°時,光線進入鎮(zhèn)紙后能到達BC邊上的某處,且沒有光從BC邊射出,光線經(jīng)BC反射后又垂直于AB邊射出。鎮(zhèn)紙對該單色光的折射率為()A.3 B.2C.1.5 D.63.一般材料的折射率都為正值(n>1),現(xiàn)已有針對某些電磁波設計制造的人工材料,其折射率可以為負值(n<0),稱為負折射率材料。位于空氣中的這類材料,入射角i與折射角r依舊滿意n=sinisinr,但是折射光線與入射光線位于法線的同一側(cè)(此時折射率為負值)。有一種新型材料的折射率n=-4.一束光從空氣射向某介質(zhì),在界面上發(fā)生反射和折射現(xiàn)象的光路圖如圖所示,下列推斷正確的是()A.AO為入射光,OB為反射光,OC為折射光B.BO為入射光,OC為反射光,OA為折射光C.CO為入射光,OB為反射光,OA為折射光D.條件不足,無法確定5.如圖所示,兩個并排而且深度相同的水池,一個裝水,另一個未裝水,在兩池中各直立著一根長度相同而且比池深略高的標桿。當陽光斜照時就會在池底形成標桿的影子,下列說法正確的是()A.裝水的池中標桿影子較長B.未裝水的池中標桿影子較長C.兩池中標桿影子長度相同D.裝水的池中標桿沒有影子6.(多選)一束光線以50°的入射角從真空中射到平板透亮材料上,光的一部分被反射,一部分被折射,折射光線與反射光線的夾角大小可能()A.小于40°B.大于80°C.小于130°D.大于140°B級關(guān)鍵實力提升練7.一塊環(huán)形玻璃磚俯視圖如圖所示,其內(nèi)圓半徑為R,外圓半徑為2R,光線a沿半徑方向射入玻璃磚,光線b與光線a平行,兩束光線之間的距離x=3R,光線b經(jīng)折射后恰好與內(nèi)圓相切,光在真空中的傳播速度為c,不考慮光線反射,求:(1)光在該玻璃中的折射率n;(2)光線a、b在該玻璃磚(包括內(nèi)圓)中傳播的時間差Δt。8.如圖所示,一同學站在深為4m的蓄水池旁邊,其眼睛到地面的高度h為1.5m。當他到充溢水的蓄水池邊的水平距離為2.0m時,池底有一塊看不見的區(qū)域(盲區(qū))。已知池底足夠大,池水的折射率為43(1)求池底盲區(qū)的寬度;(2)當蓄水池內(nèi)水被抽出一半的時候,該同學向右移動了0.5m,此時盲區(qū)的寬度增加了多少?(23取4.8)9.如圖所示,等邊三角形ABC為某透亮玻璃三棱鏡的截面圖,邊長等于L,在截面上一束足夠強的細光束從AB邊中點與AB邊成37°角由真空射入三棱鏡,從BC邊射出的光線與BC的夾角為37°。sin37°=0.6,cos37°=0.8,光在真空中的速度為c,求:(1)玻璃的折射率;(2)光在三棱鏡中的傳播時間。答案：1.B解析光由空氣射入水中時,同時發(fā)生反射和折射,由反射定律知,反射角等于入射角,且分居法線兩側(cè)。又因為水相對于空氣是光密介質(zhì),則由折射定律知,光由空氣射入水中發(fā)生折射時,入射角大于折射角,且分居法線兩側(cè),故B正確。2.B解析依據(jù)題意,光路圖如圖所示,由幾何關(guān)系可得,光線在O點斜射入鎮(zhèn)紙內(nèi)的折射角為θ=180°-90°-2×30°=30°,故鎮(zhèn)紙對該單色光的折射率為n=sin45°3.C解析由題知該材料的折射率n=-1,則折射線與入射線位于法線的同一側(cè),且入射角i與折射角r相等,符合條件的只有C。4.C解析由題圖可知,三條光線AO、BO和CO中,BO與CO上下對稱,而AO與它們沒有對稱性,所以OA是折射光線,水平線是法線,由于折射光線與入射光線不對稱,且位于法線的兩側(cè),所以CO是入射光線,OB是反射光線,故選項C正確。5.B解析未裝水時,光沿直線傳播從桿頂照耀到池底的P點,而裝水時,光從桿頂照耀到水面時發(fā)生折射,由于折射角較小,故照耀到池底的Q點,如圖所示,可知未裝水的池中標桿影子較長,故選項B正確。6.BC解析依據(jù)折射的特點可知光線的折射角0<r<50°,則折射光線與反射光線的夾角α=180°-50°-r=130°-r,所以80°<α<130°,B、C正確。7.答案(1)3(2)(解析(1)如圖所示,依據(jù)幾何關(guān)系得sini=x2R,sin依據(jù)折射率公式n=sin代入數(shù)據(jù)解得n=3。(2)光線在該玻璃磚中傳播的速度為v=c光線b在該玻璃磚中傳播的時間為tb=2光線a在該玻璃磚中傳播的時間為ta=2光線a、b在該玻璃磚中傳播的時間差Δt=tb-ta=(48.答案(1)3m(2)0.25m解析(1)當池中充溢水時,光路圖如圖所示依據(jù)幾何關(guān)系有sinα=2m又依據(jù)折射定律有n=sin聯(lián)立解得sinθ=3設盲區(qū)的寬度為L,則有sinθ=L解得L=3m。(2)當該同學向右移動0.5m且池中蓄水深度變?yōu)橐话霑r,光路圖如圖所示依據(jù)幾何關(guān)系知tanα1=2m-0得α1=45°依據(jù)折射定律有n=sin解得sinθ1=3設盲區(qū)的寬度為L1,則有sinθ1=L解得L1=623m+2m=3.盲區(qū)的寬度增加了Δx=L1-L=0.25m。9.答案(1)1.6(2)4解析(1)光射入三棱鏡的光路圖如圖所示,則有i1=90°-37°=53°光在BC邊折射時,有r2=90°-37°