2024年高中物理第十三章光第1節(jié)光的反射和折射課后課時(shí)作業(yè)含解析新人教版選修3-4

PAGE6-第1節(jié)光的反射和折射A組：合格性水平訓(xùn)練1．(光的折射、折射率)如圖所示，光在真空和某介質(zhì)的界面MN上發(fā)生折射，由圖可知()A．光是從真空射入介質(zhì)的B．介質(zhì)的折射率為eq\f(\r(3),2)C．介質(zhì)的折射率為eq\r(3)D．反射光線與折射光線的夾角為60°答案C解析依據(jù)圖象可知，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C正確。2．(光的折射)(多選)關(guān)于光的折射，下列說法正確的是()A．折射光線肯定在法線和入射光線所確定的平面內(nèi)B．入射光線與法線、折射光線不肯定在一個(gè)平面內(nèi)C．入射角總大于折射角D．光線從空氣斜射入玻璃時(shí)，入射角大于折射角答案AD解析由光的折射定律知折射光線肯定在法線和入射光線所確定的平面內(nèi)，A正確，B錯(cuò)誤；入射角不肯定大于折射角，當(dāng)光線從水斜射入空氣中發(fā)生折射時(shí)，入射角小于折射角，C錯(cuò)誤；光線從空氣斜射入玻璃時(shí)，入射角大于折射角，D正確。3.(光在介質(zhì)中的傳播速度)如圖所示，一束光由空氣射入某介質(zhì)，當(dāng)入射光線和界面的夾角為30°時(shí)，折射光線恰好與反射光線垂直，則光在該介質(zhì)中的傳播速度是()A.eq\f(c,2)B.eq\f(c,3)C.eq\f(\r(3),2)cD.eq\f(\r(3),3)c答案D解析由幾何學(xué)問可知，入射角θ1＝60°，折射角θ2＝30°，該介質(zhì)的折射率n＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3)，則光在該介質(zhì)中的傳播速度v＝eq\f(c,n)＝eq\f(\r(3),3)c，D正確。4．(折射率的計(jì)算)如圖所示，有玻璃三棱鏡ABC，頂角A為30°，一束光線a垂直于AB射入棱鏡，由AC射出進(jìn)入空氣，測(cè)得出射光線與入射光線的夾角為30°，則棱鏡的折射率為()A.eq\f(1,2)B.eq\f(\r(2),2)C.eq\r(3)D.eq\f(\r(3),3)答案C解析由題意可知，光線從玻璃射向空氣時(shí)，入射角為θ1＝30°，折射角為θ2＝60°，則玻璃的折射率n＝eq\f(sinθ2,sinθ1)＝eq\r(3)，C正確。5．(綜合)兩束細(xì)平行光a和b相距為d，從空氣中相互平行地斜射到長方體玻璃磚的上表面，如圖所示，若玻璃對(duì)a的折射率小于對(duì)b的折射率。當(dāng)它們從玻璃磚的下表面射出后，有()A．兩束光仍平行，間距等于dB．兩束光仍平行，間距大于dC．兩束光仍平行，間距小于dD．兩束光不再相互平行答案B解析作出兩種光線穿過平行玻璃磚的光路圖。依據(jù)na＝eq\f(sini,sinra)，nb＝eq\f(sini,sinrb)，由題意知na＜nb，ra＞rb，故d′＞d。光線經(jīng)兩側(cè)面平行的玻璃磚后方向不變，出射光線平行。B正確。6．(測(cè)定玻璃的折射率)如圖所示是用兩面平行的玻璃磚測(cè)定玻璃折射率的試驗(yàn)示意圖，對(duì)于試驗(yàn)中的一些詳細(xì)問題，下列說法正確的是()A．為了減小作圖誤差，P3和P4的距離應(yīng)適當(dāng)取大一些B．為減小測(cè)量誤差，P1、P2的連線與玻璃磚界面的夾角應(yīng)取大一些C．當(dāng)P1、P2的距離較大時(shí)，通過玻璃磚會(huì)看不到P1、P2的像D．當(dāng)P1、P2的連線與法線NN′的夾角θ1較大時(shí)，在另一側(cè)通過玻璃磚看不到P1、P2的像答案A解析P3、P4間距離取大些，便于通過這兩點(diǎn)連線精確地定出光線與bb′界面的交點(diǎn)O1，進(jìn)而能精確連接OO1，減小折射角θ2的作圖誤差，A正確。入射角θ1宜取得大些，這樣可以減小測(cè)量角度時(shí)的誤差，B錯(cuò)誤。P1、P2的距離較大時(shí)，通過玻璃磚能看到P1、P2的像，C錯(cuò)誤。θ1較大，折射效果明顯，通過透亮的玻璃磚還是能看到像的，而且是虛像，D錯(cuò)誤。7．(光的折射)如圖所示，△ABC為始終角三棱鏡的截面，其頂角θ＝30°，P為垂直于直線BCD的光屏。一束寬度等于AB的單色平行光束垂直射向AB面，經(jīng)三棱鏡折射后在屏P上形成一條光帶。(1)以圖中編號(hào)為a、b、c的三條光線為代表畫出光束經(jīng)棱鏡折射的光路示意圖；(2)若從AC面出射的光線與原來入射光線的夾角為30°，求棱鏡的折射率。答案(1)光路示意圖見解析(2)eq\r(3)解析平行光束經(jīng)棱鏡折射后的出射光束仍是平行光束，如圖所示圖中θ1、θ2為AC面上的入射角和折射角，依據(jù)折射定律，有nsinθ1＝sinθ2設(shè)出射光線與水平方向成α角，則θ2＝θ1＋α由題可知α＝30°，由幾何關(guān)系知θ1＝30°可得θ2＝60°，所以n＝eq\f(sinθ2,sinθ1)＝eq\r(3)。B組：等級(jí)性水平訓(xùn)練8．(光的折射、折射率)(多選)關(guān)于光的折射及折射率，下列說法正確的是()A．光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，光的傳播方向肯定發(fā)生變更B．光由水射入空氣中，折射角大于入射角C．光在折射率大的介質(zhì)中傳播速度大D．折射率只能大于1答案BD解析當(dāng)光垂直交界面射入時(shí)，傳播方向不變，A錯(cuò)誤；光由水射入空氣中，折射角大于入射角，B正確；光在介質(zhì)中的傳播速度取決于光的頻率和介質(zhì)的折射率，C錯(cuò)誤；由n＝eq\f(c,v)，v<c可知n>1，D正確。9．(光的折射)一個(gè)軍事設(shè)施的視察孔如圖所示，其寬度L＝30cm，厚度d＝30eq\r(3)cm，為了擴(kuò)大向外的視察視野，將折射率n＝eq\r(3)的某種玻璃磚完全嵌入視察孔內(nèi)。則嵌入玻璃磚后，視野的最大張角是()A．60°B．90°C．120°D．180°答案C解析通過視察孔向外看，想得到盡可能大的視察范圍，應(yīng)從視察孔的最邊緣向外探視，臨界狀況是入射光線從玻璃磚的右側(cè)邊緣入射，其折射光線恰好從玻璃磚的左側(cè)邊緣射出，如圖所示。sinr＝eq\f(L,\r(d2＋L2))＝eq\f(1,2)，r＝30°，依據(jù)折射定律有n＝eq\f(sini,sinr)，sini＝nsinr＝eq\f(\r(3),2)，i＝60°，依據(jù)對(duì)稱性可知，嵌入玻璃磚后視野的最大張角為2i＝120°，A、B、D錯(cuò)誤，C正確。10．(測(cè)定玻璃的折射率)在用插針法測(cè)定玻璃磚折射率的試驗(yàn)中，甲、乙、丙三位同學(xué)在紙上畫出的界面aa′、bb′與玻璃磚位置的關(guān)系分別如圖①、②和③所示，其中甲、丙兩同學(xué)用的是矩形玻璃磚，乙同學(xué)用的是梯形玻璃磚。他們的其他操作均正確，且均以aa′、bb′為界面畫光路圖，則他們測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比是偏大、偏小還是不變？(1)甲同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比________。(2)乙同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比________。(3)丙同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比______________________________。答案(1)偏小(2)不變(3)可能偏大，可能偏小，也可能不變解析甲同學(xué)測(cè)量的光路圖如圖甲所示，真實(shí)值n＝eq\f(sini,sinr)，測(cè)量值n′＝eq\f(sini,sinr′)，因r′>r，故n>n′，所以甲同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比偏小。乙同學(xué)測(cè)量的光路圖如圖乙所示，測(cè)量值n＝eq\f(sini,sinr)，與真實(shí)值相等。丙同學(xué)的測(cè)量可能出現(xiàn)三種結(jié)果，光路圖如圖丙所示，真實(shí)值n＝eq\f(sini,sinr)，測(cè)量值n′＝eq\f(sini,sinr′)，當(dāng)出射點(diǎn)為c時(shí)，測(cè)量值與真實(shí)值相同；當(dāng)出射點(diǎn)在c左側(cè)時(shí)，測(cè)量值小于真實(shí)值；當(dāng)出射點(diǎn)在c點(diǎn)右側(cè)時(shí)，測(cè)量值大于真實(shí)值，故丙同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比可能偏大，可能偏小，也可能不變。11．(光的折射的綜合應(yīng)用)小明去游泳池游泳，他站在池邊發(fā)覺對(duì)岸有一燈A，水下池壁上有一彩燈B，如圖所示(B燈在圖中未畫出)，他調(diào)整自己到岸邊的距離，直到發(fā)覺A燈經(jīng)水面反射所成的像與B燈經(jīng)水面折射后所成的像重合，此時(shí)小明與對(duì)岸的距離L＝10m，A燈距水面高為0.5m，人眼E距水面高為2m，水的折射率為eq\f(4,3)。(1)畫出小明看到A、B燈的像重合時(shí)的光路圖；(2)求B燈在水面下的深