2024-2025學(xué)年高中物理第十三章光第1節(jié)光的反射和折射練習(xí)含解析新人教版選修3-4

PAGE6-光的反射和折射[A組素養(yǎng)達(dá)標(biāo)]1．光射到兩種不同介質(zhì)的分界面，分析其后的傳播情形可知()A．折射現(xiàn)象的出現(xiàn)說明光的傳播須要介質(zhì)B．發(fā)生折射現(xiàn)象時(shí)間沿曲線傳播C．折射光與入射光的傳播方向總是不同的D．發(fā)生折射是因?yàn)楣庠诓煌橘|(zhì)中的傳播速度不同解析：光可以在真空中傳播，即介質(zhì)并不是必需的，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；發(fā)生折射現(xiàn)象時(shí)間仍沿直線傳播，只是一般狀況下折射光線與入射光線方向不在同始終線上，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)光垂直射到兩種不同介質(zhì)的分界面時(shí)，折射光線與入射光線的傳播方向是相同的，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)光射到兩種不同介質(zhì)的分界面時(shí)會(huì)發(fā)生折射現(xiàn)象，這是因?yàn)椴煌橘|(zhì)對(duì)光的(肯定)折射率n＝eq\f(c,v)不同，即光在不同介質(zhì)中的傳播速度不同，故D選項(xiàng)正確．答案：D2．假如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)光線的偏折程度越大B．折射角越大，表示這種介質(zhì)對(duì)光線的偏折程度越小C．折射角越小，表示這種介質(zhì)對(duì)光線的偏折程度越大D．折射角越小，表示這種介質(zhì)對(duì)光線的偏折程度越小解析：由折射定律n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)可知，當(dāng)θ1肯定時(shí)，n越大，則θ2越小，折射角越小，說明光線偏離原來(lái)傳播方向的角度就越大．答案：C3．(多選)關(guān)于折射率，下列說法中正確的是()A．依據(jù)n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)可知，介質(zhì)的折射率與入射角的正弦成正比B．依據(jù)n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)可知，介質(zhì)的折射率與折射角的正弦成反比C．介質(zhì)的折射率由介質(zhì)本身確定，與入射角、折射角均無(wú)關(guān)D．依據(jù)n＝eq\f(c,v)可知，介質(zhì)的折射率與介質(zhì)中的光速成反比解析：介質(zhì)的折射率是一個(gè)表示介質(zhì)的光學(xué)特性的物理量，由介質(zhì)本身確定，與入射角、折射角無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確；由于真空中光速是一個(gè)定值，故n與v成反比，這也說明折射率與光在該介質(zhì)中的光速是有聯(lián)系的，故選項(xiàng)D正確．答案：CD4．(多選)如圖為一矩形透亮磚，甲、乙兩種不同的光從上面斜射，已知兩光線與透亮磚的上表面的夾角相等，圖中的虛線為兩入射點(diǎn)連線的中垂線，甲、乙兩束光線在玻璃磚內(nèi)的交點(diǎn)位于虛線的右側(cè)，則()A．在同一介質(zhì)中甲光的傳播速度大于乙光的傳播速度B．甲、乙兩種不同的光在真空中的傳播速度相同C．將甲光線逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則甲光可能不會(huì)從下表面射出D．甲光的折射率小于乙光的折射率解析：由題圖看出甲光的折射角大，入射角相等，由折射定律n＝eq\f(sini,sinr)知，該透亮磚對(duì)甲光的折射率小，選項(xiàng)D正確；又由v＝eq\f(c,n)分析可知在同一介質(zhì)中甲光的傳播速度大于乙光的傳播速度，選項(xiàng)A正確；不同頻率的光在真空中的傳播速度是相同的，選項(xiàng)B正確；甲光射到下表面時(shí)，入射角等于上表面的折射角，依據(jù)光路可逆性原理可知，光線肯定從下表面射出，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．答案：ABD5．(多選)某同學(xué)做測(cè)定玻璃折射率試驗(yàn)時(shí)，用他測(cè)得的多組入射角與折射角作出sinθ1-sinθ2圖象如圖所示，若θ1為入射角，θ2為折射角，則下列推斷中正確的是()A．光線是從空氣射入玻璃中的B．玻璃的折射率約為1.49C．玻璃的折射率為0.67D．光線是從玻璃射入空氣中的解析：由n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)≈eq\f(1,0.67)≈1.49，B正確，C錯(cuò)誤；由于sinθ1＞sinθ2，故光線是從空氣射入玻璃中的，A正確，D錯(cuò)誤．答案：AB6．光在某種玻璃中的傳播速度是eq\r(3)×108m/s，要使光由玻璃射入空氣時(shí)折射光線與反射光線成90°夾角，則入射角應(yīng)是()A．30° B．60°C．45° D．90°解析：依題意作出光路圖如圖所示．折射角θ2＝90°－θ1，玻璃的折射率n＝eq\f(c,v)＝eq\f(3.0×108,\r(3)×108)＝eq\r(3).由折射定律知nsinθ1＝sinθ2，又sinθ2＝sin(90°－θ1)＝cosθ1，即tanθ1＝eq\f(1,n)＝eq\f(\r(3),3)，得θ1＝30°.故正確選項(xiàng)為A.答案：A7．某同學(xué)在測(cè)定一厚度勻稱的圓柱形玻璃的折射率時(shí)，先在白紙上作一個(gè)與玻璃圓柱同半徑的圓，圓心為O，將玻璃圓柱平放在白紙上，使其邊界與所畫的圓重合．在玻璃一側(cè)豎直插兩個(gè)大頭針P1和P2.在另一側(cè)再先后插兩個(gè)大頭針P3和P4，使從另一側(cè)隔著玻璃視察時(shí)，大頭針P4和P3與P2和P1的像恰在始終線上．移去玻璃圓柱和大頭針后，如圖所示．(1)在圖中畫出：①沿P1、P2連線方向的入射光線通過圓形玻璃后的傳播方向；②光線在玻璃內(nèi)的傳播方向；③過光線的入射點(diǎn)作法線，標(biāo)出入射角i和折射角r.(2)寫出計(jì)算玻璃折射率的公式________．解析：(1)如圖所示．(2)由折射定律得n＝eq\f(sini,sinr).答案：見解析8．如圖所示，一束平行光以θ1＝30°的入射角從玻璃射向空氣中，折射角為θ2＝45°，求：(1)玻璃的折射率；(2)光在玻璃中的傳播速度．解析：(1)光從玻璃射向空氣時(shí)，入射角為30°，折射角為45°；若光從空氣射向玻璃時(shí)，入射角為45°，依據(jù)光路的可逆性知，折射角肯定為30°，由折射定律得玻璃的折射率為n＝eq\f(sinθ2,sinθ1)＝eq\r(2).(2)由折射率與光速的關(guān)系n＝eq\f(c,v)得光在玻璃中的傳播速度v＝eq\f(c,n)＝eq\f(3×108,\r(2))m/s≈2.12×108m/s.答案：(1)eq\r(2)(2)2.12×108m/s[B組素養(yǎng)提升]9．現(xiàn)在高速馬路上的標(biāo)記牌都用“回來(lái)反光膜”制成．夜間行車時(shí)，它能把車燈射出的光逆向返回，標(biāo)記牌上的字特殊醒目．這種“回來(lái)反光膜”是用球體反射元件制成的，反光膜內(nèi)勻稱分布著一層直徑為10μm的細(xì)玻璃珠，所用玻璃的折射率為eq\r(3)，為使入射的車燈光線經(jīng)玻璃珠折射—反射—折射后恰好和入射光線平行，如圖所示，那么第一次入射的入射角應(yīng)是()A．15° B．30°C．45° D．60°解析：作光路圖如圖所示，設(shè)入射角為θ，折射角為α，則θ＝2α，n＝eq\f(sinθ,sinα)＝2cosα，cosα＝eq\f(n,2)＝eq\f(\r(3),2)，α＝30°，所以θ＝60°，故選項(xiàng)D正確．答案：D10．(多選)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(duì)a光的折射率為eq\r(2)B．玻璃磚對(duì)a光的折射率為1.5C．b光的頻率比a光的大D．b光在玻璃中的傳播速度比a光的大解析：由a光的偏折程度比b光的小，可知a光的頻率、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(cuò)誤；依據(jù)折射定律得a光在玻璃中的折射率n＝eq\f(sin45°,sin30°)＝eq\r(2)，故A正確，B錯(cuò)誤．答案：AC11.一小孩站在寬6m的河邊，在他正對(duì)面的岸邊有一距離河面高度為3m的樹，樹的正下方河底有一塊石頭，小孩向河面看去，同時(shí)看到樹頂和石頭兩者的像且重合．若小孩的眼睛離河面高為1.5m，如圖所示，河水的折射率為eq\f(4,3)，試估算河水深度．解析：光路如圖所示，得n＝eq\f(sinα,sinβ)，由幾何關(guān)系得1．5tanα＋3tanα＝6，解得tanα＝eq\f(4,3)，sinα＝eq\f(4,5)，P點(diǎn)至樹所在岸邊的距離為3tanα＝4m，sinβ＝eq\f(4,\r(42＋h2))，由以上幾式解得h≈5.3m.答案：5.3m[C組學(xué)霸沖刺]12．一半徑為R的eq\f(1,4)球體放置在水平桌面上，球體由折射率為eq\r(3)的透亮材料制成．現(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?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\f(\r(3)R,2).求出射角θ.解析：設(shè)入射光線與eq\f(1,4)球體的交點(diǎn)為C，連接OC，OC即為法線．因此，圖中的角α為入射角．過C點(diǎn)作水平桌面的垂線，垂足為B.依題意，∠COB＝α.又由△OBC知sinα＝eq\f