高中物理人教版4第十三章光 學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)1

學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)(十一)(建議用時(shí)：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．關(guān)于折射率，下列說(shuō)法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：23570086】A．某種介質(zhì)的折射率等于光在介質(zhì)中傳播速度v和光在真空中的傳播速度c的比值B．折射角和入射角的大小決定著折射率的大小C．兩種介質(zhì)相比較，折射率小的介質(zhì)折光性較差D．任何介質(zhì)的折射率都大于1E．折射率的大小由介質(zhì)本身決定【解析】某種介質(zhì)的折射率等于光在真空中的傳播速度c與光在介質(zhì)中傳播速度v的比值，A不對(duì)；折射率與折射角和入射角的大小無(wú)關(guān)，B不對(duì)．【答案】CDE2.如圖13-1-7所示，光在真空和某介質(zhì)的界面MN上發(fā)生折射，由圖可知()圖13-1-7A．光是從真空射入介質(zhì)的B．光是由介質(zhì)射入真空的C．介質(zhì)的折射率為eq\f(\r(3),2)D．介質(zhì)的折射率為eq\r(3)E．反射光線與折射光線的夾角為90°【解析】根據(jù)題圖可知，入射角為30°，折射角為60°，反射光線與折射光線垂直，光是從介質(zhì)射入真空的，折射率n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3)，只有B、D、E正確．【答案】BDE3．假設(shè)地球表面不存在大氣層，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將________(填“提前”或“延后”)?！窘馕觥考偃绲厍蛑?chē)鷽](méi)有大氣層，太陽(yáng)光將沿直線傳播，如圖所示．在地球上B點(diǎn)的人們將在太陽(yáng)到達(dá)A′點(diǎn)時(shí)看到日出；而地球表面有大氣層，由于空氣的折射率大于1，并且離地球表面越近，大氣層越密，折射率越大，太陽(yáng)光將沿如圖所示AB曲線射入在B處的人眼中，使在B處的人看到了日出．但B處的人認(rèn)為光是沿直線傳播，則認(rèn)為太陽(yáng)位于地平線上的A′點(diǎn)，而此時(shí)太陽(yáng)還在地平線下，日出的時(shí)間提前了，所以無(wú)大氣層時(shí)日出的時(shí)間將延后．【答案】延后4．如果光線以大小相等的入射角，從真空射入不同介質(zhì)，若介質(zhì)的折射率越大，則折射角越________，說(shuō)明折射光線偏離原來(lái)方向的程度越________.【導(dǎo)學(xué)號(hào)：23570087】【解析】根據(jù)折射定律，eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n12，當(dāng)光以相等的入射角從真空向介質(zhì)入射時(shí)，sinθ1一定，n12越大，sinθ2就越小，θ2越小，說(shuō)明光偏離原來(lái)的傳播方向的角度就越大．【答案】小大5．插入水中的筷子，水里部分從水面斜著看起來(lái)是向________曲折．【解析】由光的折射定律知，水中的筷子所成的像比實(shí)際位置淺，則應(yīng)向上曲折．【答案】上6.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(huà)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13-1-8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________(填偏大、偏小或不變)．圖13-1-8【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】不變7．一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多大？【解析】如圖所示，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是105°.【答案】105°8．一條光線以40°的入射角從真空射到平板透明材料上，光的一部分被反射，一部分被折射，求折射光線與反射光線的夾角φ.【導(dǎo)學(xué)號(hào)：23570088】【解析】由eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n＞1，得折射角θ2＜θ1＝40°，由反射定律得θ3＝θ1＝40°，如圖所示，故折射光線與反射光線的夾角φ＝180°－θ3－θ2＝140°－θ2，所以100°＜φ＜140°.【答案】100°＜φ＜140°[能力提升]9.兩束細(xì)平行光a和b相距d，從空氣中相互平行地斜射到長(zhǎng)方體玻璃磚的上表面，如圖13-1-9所示，若玻璃對(duì)a的折射率大于對(duì)b的折射率，當(dāng)它們從玻璃磚的下表面射出后，兩束光________(仍平行或不平行)，間距________d(填“＝”“＜”或“＞”)．圖13-1-9【解析】如圖所示，光線經(jīng)兩表面平行的玻璃磚后方向不變，出射光線是平行的，根據(jù)折射定律得na＝eq\f(sini,sinra)，nb＝eq\f(sini,sinrb)，由題意知，na＞nb，則ra＜rb，故d′＜d.【答案】仍平行＜10．如圖13-1-10所示，某同學(xué)用插針?lè)y(cè)定一半圓形玻璃磚的折射率．在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針P1、P2確定入射光線，并讓入射光線過(guò)圓心O，在玻璃磚(圖中實(shí)線部分)另一側(cè)垂直紙面插大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像，連接OP3，圖中MN為分界面，虛線半圓與玻璃磚對(duì)稱(chēng)，B、C分別是入射光線、折射光線與圓的交點(diǎn)，AB、CD均垂直于法線并分別交法線于A、D點(diǎn)．圖13-1-10(1)設(shè)AB的長(zhǎng)度為l1，AO的長(zhǎng)度為l2，CD的長(zhǎng)度為l3，DO的長(zhǎng)度為l4，為較方便地表示出玻璃磚的折射率，需用刻度尺測(cè)量的有________，則玻璃磚的折射率可表示為_(kāi)_______．(2)該同學(xué)在插大頭針P3前不小心將玻璃磚以O(shè)為圓心順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)一小角度，由此測(cè)得玻璃磚的折射率將________(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)．【解析】(1)n＝eq\f(sin∠AOB,sin∠DOC)＝eq\f(AB,CD)＝eq\f(l1,l3)，即需用刻度尺測(cè)量的有l(wèi)1和＝eq\f(l1,l3).(2)玻璃磚以O(shè)為圓心順時(shí)針轉(zhuǎn)，則其法線也順時(shí)針轉(zhuǎn)，設(shè)轉(zhuǎn)過(guò)小角度α.由作圖得n測(cè)＝eq\f(sinθ1,sinθ2)，而事實(shí)n真＝eq\f(sinθ1＋α,sinθ2＋α).由三角函數(shù)知n測(cè)＞n真，即偏大．【答案】(1)l1、l3eq\f(l1,l3)(2)偏大11．如圖13-1-11所示，一棱鏡的橫截面為直角三角形ABC，∠A＝30°，斜邊AB＝a.棱鏡材料的折射率為n＝eq\r(2).在此橫截面所在的平面內(nèi)，一條光線以45°的入射角從AC邊的中點(diǎn)M射入棱鏡．畫(huà)出光路圖，并求光線從棱鏡射出的點(diǎn)的位置(不考慮光線沿原路返回的情況).【導(dǎo)學(xué)號(hào)：23570089】圖13-1-11【解析】設(shè)入射角為i，折射角為r，由折射定律得：eq\f(sini,sinr)＝n……①，由已知條件及①式得r＝30°……②，光路圖如圖所示．設(shè)出射點(diǎn)為F，由幾何關(guān)系可得AF＝eq\f(3,8)a……③，即出射點(diǎn)在AB邊上離A點(diǎn)eq\f(3,8)a的位置．【答案】見(jiàn)解析12．光線以60°的入射角從空氣射入玻璃中，折射光線與反射光線恰好垂直．(真空中的光速c＝×108m/s)(1)畫(huà)出折射光路圖；(2)求出玻璃的折射率和光在玻璃中的傳播速度；(3)當(dāng)入射角變?yōu)?5°時(shí)，折射角等于多大？(4)當(dāng)入射角增大或減小時(shí)，玻璃的折射率是否變化？說(shuō)明理由．【解析】(1)由題意知入射角θ1＝60°，反射角β＝60°，折射角θ2＝180°－60°－90°＝30°，折射光路圖如圖所示(2)n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3)，根據(jù)n＝eq\f(c,v)得v＝eq\f(c,n)＝eq\f×108,\r(3))m/s≈×108m/s.(3)據(jù)n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)得sinθ2＝eq\f(sinθ1,n)，將sinθ1＝sin45°＝eq\f(\r(2),2