新教材2024-2025學年高中物理第4章光1光的折射分層作業(yè)新人教版選擇性必修第一冊

光的折射A級必備學問基礎練1.(多選)光從某介質射入空氣,入射角θ1從零起先增大到某一值的過程中,折射角θ2也隨之增大,則下列說法正確的是()A.比值θ1B.比值sinθC.比值sinθD.比值sinθ2.光線由空氣射向某介質,當入射角為i時,折射光線與反射光線正好垂直,那么這種介質的折射率和光在該介質中的速度分別為()A.n=sini,v=c·sini B.n=tani,v=c·taniC.n=tani,v=ctani D.n=cosi,3.(2024湖南衡陽期末)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,則鎮(zhèn)紙對該單色光的折射率為()A.3 B.2 C.1.5 D.64.現(xiàn)在高速馬路上的標記牌都用“回來反光膜”制成,夜間行車時,它能把車燈射出的光逆向返回,標記牌上的字特殊醒目。這種“回來反光膜”是用球體反射元件制成的,如圖所示,反光膜內(nèi)勻稱分布著直徑為10μm的細玻璃珠,所用玻璃的折射率為3,為使入射的車燈光線經(jīng)玻璃珠折射→反射→再折射后恰好和入射光線平行,那么第一次入射的入射角應是()A.15° B.30°C.45° D.60°5.(多選)(2024山東濱州期末)半圓柱體玻璃的橫截面如圖所示,MD為直徑,O為截面圓心,一束由紫光和紅光組成的復色光,沿AM方向從真空射入玻璃,紫光、紅光分別照耀到B、C兩點,∠MOB=60°,∠MOC=90°,玻璃對紫光、紅光的折射率分別為nB、nC,此過程中紫光、紅光在玻璃中傳播的時間分別為tB、tC,下列推斷正確的是()A.nB∶nC=1∶2 B.nB∶nC=2∶1C.tB∶tC=2∶1 D.tB∶tC=1∶16.如圖所示,一根豎直插入水中的桿AB,在水中部分長1.0m,露出水面部分長0.3m,已知水的折射率為43,則當陽光與水平面成37°時,桿AB在水下的影長為多少?sin37°=35,cos37°=47.如圖所示為一個半徑為R的透亮介質球體,M、N兩點在一條直線上關于球心O對稱,與球心的距離均為85R,一細束單色光從M點射向透亮介質球體,從P點射入,穿過球體后到達N點。PA垂直于MN,且PA=35R,設光在真空(空氣)中傳播的速度為c。已知sin37°=35,cos37°=45(1)介質球的折射率;(2)光從M點射出后到達N點所用的時間。B級關鍵實力提升練8.為了視察門外狀況,有人在門上開一小圓孔,將一塊圓柱形玻璃嵌入其中,圓柱體軸線與門面垂直,如圖所示。從圓柱底面中心看出去,可以看到門外入射光線與軸線間的最大夾角稱為視場角。已知該玻璃的折射率為n,圓柱長為l,底面半徑為r,則視場角的正弦是()A.nlr2C.rr29.(多選)(2024浙江金華高二期中)將一根筷子豎直插入裝有水的玻璃杯中,從水平方向拍攝的照片如圖甲所示,浸在水中的這段筷子產(chǎn)生了側移,而且變粗了。乙圖為筷子在玻璃杯中的俯視圖,O為圓心,P為筷子在水中的位置,以下說法正確的是()A.筷子側移是因為光的折射現(xiàn)象,變粗是因為凸透鏡的放大現(xiàn)象B.若將筷子平移到圓心O點,筷子不會側移但會放大C.若沿虛線方向視察插入在O點處的筷子,看到水中的筷子位置與實際位置相同D.若沿虛線方向視察插入在P點處的筷子,看到水中的筷子位置與實際位置相同10.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11.(2024河北廊坊一中高二模擬)如圖所示,有一救生員面對泳池坐在池邊的高凳上,他的眼睛到地面的高度為H0=1.8m,眼睛距離池邊緣的水平距離為d=2.4m,當泳池注滿水時,水深度可達H1=2.0m,此時救生員可視察到池底離池邊緣最近的點為P,P點到池邊緣的水平距離為x1=1.5m,水池邊緣與PO之間的范圍為“視線盲區(qū)”。(1)求水的折射率;(2)若水池并未注滿水,水深僅為H2=1.8m時,求救生員可視察到池底離池邊緣的最近點到池邊緣的水平距離x2為多少(結果保留三位有效數(shù)字);若水位降低時,該距離是增大還是減小;要減小“視線盲區(qū)”,救生員的凳子應當調(diào)高些還是矮些?12.如圖所示,兩面平行的玻璃磚下表面涂有反射物質,一束與上表面成30°角入射的光線,在右端垂直標尺上形成了A、B兩個光斑,A、B間距為4cm,已知玻璃磚的折射率為3。(1)畫出形成兩光斑的光路圖;(2)求此玻璃磚的厚度d。

參考答案光的折射1.BD因折射率不變,可知sinθ1sinθ2.C由于折射光線與反射光線正好垂直,所以折射角r=90°-i,則n=sinisinr=sinisin(90°-3.B依據(jù)題意,光路圖如圖所示,由幾何關系可得,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°4.D作光路圖如圖所示,設入射角為θ,折射角為α,則θ=2α,n=sinθsinα=2sinαcosα5.BD紫光、紅光的入射角相同,折射角分別是θB=90°-60°=30°,θC=45°,則nB∶nC=sinθCsinθB=sin45°sin30°=2∶1,選項B正確;紫光、紅光在玻璃中的路程分別是sMB=R,sMC=2R,依據(jù)v=cn可知,紫光、紅光的傳播速度vB∶vC=nCn6.答案1.15m解析光路如圖所示由題意可得入射角為53°由折射定律sinθsin53則θ2=37°,由幾何關系得影長s=0.3m·tan53°+1m·tan37°=1.15m。7.答案(1)85(2)解析(1)依據(jù)題意畫出光路圖如圖所示依據(jù)幾何學問有AO2=R2-PA2解得AO=45又因為MO=85所以有AO=AM,α=θ,β=α+θ因為sinα=sinθ=3所以sinβ=sin(α+θ)=24依據(jù)折射定律有n=sinβ(2)光在介質中的傳播速度為v=cn光在介質外傳播的時間為t1=2光在介質中傳播的時間為t2=l所以光從M點射出后到達N點所用的時間為t=t1+t2=114R8.B光路圖如圖所示。n=sinisinα所以sini=nsinα=nrr9.ABC筷子側移是因為光的折射現(xiàn)象,變粗是因為杯壁是一個曲面,與水組成凸透鏡,是凸透鏡的放大現(xiàn)象,故A正確;若將筷子平移到圓心O點,光線沿杯子的半徑方向從水中射入空氣,入射光線垂直杯子與空氣的界面,不會發(fā)生折射現(xiàn)象,所以筷子不會側移,看到水中的筷子位置與實際位置相同,但水和杯壁依舊組成凸透鏡,所以仍舊會放大,故B、C正確;同理可知,若沿虛線方向視察插入在P點處的筷子,入射光線與分界面不垂直,會發(fā)生折射現(xiàn)象,所以看到水中的筷子位置與實際位置不同,故D錯誤。10.A依據(jù)邊界作出邊界光線,如圖所示。水井中的青蛙相當于枯井中離開井底肯定高度的青蛙看向井口和天空,β>α,所以水井中的青蛙會覺得井口大些,且可看到更多的星星,故選項A正確,B、C、D錯誤。11.答案(1)4(2)1.62m增大調(diào)高些解析(1)光線從P點射向人眼時在水面發(fā)生折射,設入射角為r,折射角為i由幾何關系可知sini=dsinr=x則水的折射率n=sini(2)水深僅為H2=1.8m時,設剛好能看到的最近點為P',光線從P'點射向人眼,在水面發(fā)生折射時入射角和折射角均不變,光路圖如圖所示由幾何關系得x2=H2tanr+(H1-H2)tani=1.62m若水位降低時,