2019高中物理第十三章第1课时光的反射和折射（对点练巩固练）（含解析）新人教版.docx

第1课时光的反射和折射对点训练知识点一反射定律和折射定律1在某地的观察者看见太阳刚从地平线升起时，关于太阳实际位置的下列叙述中正确的是()A太阳位于地平线上方B太阳位于地平线下方C太阳位于地平线上D大气密度未知，无法判断答案B解析空气的折射率随高度变化，高度越大的地方，n小，故B正确。2人看到沉在水底的硬币，其实看到的是()A硬币的实像，其位置比实际位置浅B硬币的实像，其位置即硬币的位置C硬币的虚像，其位置比实际位置浅D硬币的虚像，其位置比实际位置深答案C解析由光路图可知，C正确。3(多选)若某一介质的折射率较大，那么()A光由空气射入该介质时折射角较大B光由空气射入该介质时折射角较小C光在该介质中的速度较大D光在该介质中的速度较小答案BD解析由n，且n1，可得sin2sin1，即12。又因为n，得v。故vc。故B、D正确。4(多选)光从某种介质中射入空气中，入射角1从零开始增大时，折射角2也随之增大，下列说法正确的是()A比值不变B比值不变C比值是一个大于1的常数D比值是一个小于1的常数答案BD解析根据折射定律，光由一种介质进入另一种介质中，常数，可知B正确。由光路的可逆定理可知n，且n1，故1，D正确。5如图所示，在房间内靠近墙角的天花板上有一面平面镜，在房间地板上的B点放一点光源S，通过平面镜的反射在竖直墙壁上出现一个光斑。若要使墙壁上光斑的面积增大一些，下面的方法中可行的是()A保持光源的位置不变，将平面镜绕过平面镜O点且垂直纸面的轴，沿顺时针方向转动一个小角度B将光源沿地面向左移动一小段距离C将光源沿地面向右移动一小段距离D将光源竖直向上移动一小段距离答案B解析如图所示，利用平面镜成像的对称特点，找出光源S通过平面镜所成的像S，作出过平面镜边缘的入射光线BE和反射光线EF，则OF表示光斑的大小。将平面镜沿顺时针方向转动一个小角度，光源通过平面镜所成的像的位置下移，F点上移，会使光斑变小，故A错误；减小了入射角和反射角，从而使F点下移，光斑变大，故B正确；同理分析C错误；将光源竖直向上移动一小段距离，则像点下移，使F点上移，会使光斑变小，故D错误。6一条光线以40的入射角从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，折射光线与反射光线的夹角可能是()A小于40B在50100之间C在100140之间D大于140答案C解析由n1，折射角2140，由反射定律3140，如图所示，故折射光线与反射光线的夹角180321402，所以100140，故C正确。7如图所示，为了观察门外情况，可在门上开一小圆孔，将一块圆柱形玻璃嵌入其中，圆柱体轴线与门面垂直。从圆柱底面中心看出去，可以看到的门外入射光线与轴线间的最大夹角称为视场角。已知该玻璃的折射率为n，圆柱长为l，底面半径为r，则视场角是()Aarcsin BarcsinCarcsin Darcsin答案B解析设折射光线与轴线间的夹角为2，则sin2，由n，得sin1nsin2，1arcsin，B正确。8一束光线从空气射向折射率为15的玻璃内，入射角为45，下面光路图中正确的是()答案C解析光在两介质的界面上通常同时发生反射和折射，所以A错误；由反射定律知反射角为45，根据折射定律n得12，故B错误；画光线时必须带箭头，D不是光路图，D错误。知识点二绝对折射率和相对折射率9一等腰三角形玻璃砖放在某液体中，其截面如图所示，三个顶点分别为A、B、C。ABCACB75，AC面镀一层反光膜。CB的延长线上有一D点，从D点发射一束光线射到AB面上的E点，从E点进入玻璃砖的光在AC面经过第一次反射后沿原路返回。已知EDB45，求液体相对于玻璃砖的折射率。答案解析过E点作AB的垂线，交AC于F点，设折射光线射到AC面上的G点，因折射进玻璃砖的光在AC面经过第一次反射后原路返回。则可得到折射光线与AC面垂直。可得折射角GEF30，由几何关系得到入射角：60。根据光路可逆知：液体相对于玻璃砖的折射率n。知识点三测定玻璃的折射率10学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示。在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，则：(1)若AOF30，OP3与OC的夹角为30，则P3处所对应的折射率的值为_。(2)图中P3、P4两位置中_(填“P3”或“P4”)处所对应的折射率大。(3)作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率值应为_。(4)若保持AOF30不变，用该装置能测量的最大折射率的值不超过_。答案(1)(2)P4(3)1(4)2解析(1)由折射率公式n，i60，r30，n。(2)光线出射方向通过P4的折射角大于通过P3的折射角，所以通过P4位置的光线折射率较大。(3)若光线沿OK射出，入射光线和折射光线是一条直线，则折射率为1。(3)若保持AOF30不变，当光线发生全反射时，折射率是最大的(即折射角EOC90)，n2。11用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓如图甲所示(O为两圆弧圆心，图中已画出经过P1、P2点的入射光线)。(1)在图上补画出所需的光路。(2)为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角1和折射角2，请在图中的AB分界面上画出这两个角。(3)多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图象，由图象可知该玻璃的折射率n_。答案(1)如解析图所示(2)如解析图中1、2所示(3)15解析(1)连接P3、P4与CD交于一点，此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置，又由于P1、P2的连线与AB的交点即为光线进入玻璃砖的位置，连接两点即可作出玻璃砖中的光线，如图所示。(2)连接O点与光线在AB上的入射点即为法线，作出入射角和折射角如图中1、2所示。(3)图象的斜率kn，由题图乙可知斜率为15，即玻璃的折射率为15。易错点测玻璃折射率实验的误差分析12某同学做测定玻璃的折射率的实验，操作时将玻璃砖的界线aa、bb画好后误用了另一块宽度稍窄的玻璃砖，如图所示。实验中除仍用原界线外，其他操作都正确。则测得玻璃的折射率将()A偏大B偏小C不影响结果 D不能确定易错分析不清楚该实验是利用插针法确定入射和折射光线，从而找出入射角与折射角，入射光线与玻璃砖的交点为入射点，出射光线与玻璃砖的交点为出射点，入射点与出射点连线为光在玻璃砖内的传播光线。易忽视实际边界与所画边界的不同而出现错误。答案B解析如图所示，由于所画玻璃砖的宽度比实际宽度大，使入射点向左移，折射点向右移，使得所画折射角比实际折射角大，故测得的折射率偏小，故B正确。提升训练一、选择题1如图所示，落山的太阳看上去正好在地平线上，但实际上太阳已处于地平线以下，观察者的视觉误差大小取决于当地大气的状况。造成这种现象的原因是()A光的反射B光的折射C光的直线传播 D小孔成像答案B解析太阳光线进入大气层发生折射，使传播方向改变，而使人感觉太阳的位置比实际位置偏高。故B正确，A、C、D错误。2光在某种玻璃中的传播速度是108 m/s，要使光由玻璃射入空气时折射光线与反射光线成90夹角，则入射角应是()A30 B60 C45 D90答案A解析依题意作出光路图如图所示，折射角：2901901。玻璃折射率n。由折射定律知：nsin1sin2sin(901)cos1，即tan1，得130，故A正确。3(多选)某同学做测定玻璃折射率实验时，用他测得的多组入射角与折射角作出sin1sin2图象如图所示，若1为入射角，2为折射角，则下列判断中正确的是()A光线是从空气射入玻璃中B玻璃的折射率约为149C玻璃的折射率为067D光线是从玻璃射入空气的答案AB解析由n149，B正确，C错误；由于sin1sin2，故光线是从空气射入玻璃中，A正确，D错误。4如图所示，井口大小和深度相同的两口井，一口是枯井，一口是水井(水面在井口之下)，两井底部各有一只青蛙，则 ()A水井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星B枯井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星C水井中的青蛙觉得井口小些，晴天的夜晚，枯井中的青蛙能看到更多的星星D两只青蛙觉得井口一样大，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星答案B解析枯井中光线沿直线传播，水井中光线发生折射进入青蛙眼中。青蛙感觉井口的大小与它的视角有关，它看到的星星的多少，跟它的视野有关。作出两口井的光路图如图所示，从图中可知，枯井中青蛙的视角比水井中青蛙的视角要大，所以枯井中青蛙觉得井口大些；而看到井外的范围是在两条实线所示光线的范围内，所以水井中青蛙的视野要大些。可判断B正确。5如图，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60。已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行。此玻璃的折射率为()AB15 C D2答案C解析根据题述和对称性画出光路图如图所示。由图可知，光在玻璃球中折射角为r30，由折射定律可得玻璃折射率n，所以C正确。6如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气。当出射角i和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为。已知棱镜顶角为，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为()ABCD答案A解析当出射角i和入射角i相等时，由几何知识，作角A的平分线，角平分线过入射光线的延长线和出射光线的反向延长线的交点、两法线的交点，如图所示。可知12，43而i14由折射率公式n，A正确。7如图所示，P、Q是两种透明材料制成的两块直角梯形的棱镜，叠合在一起组成一个长方体。某单色光沿与P的上表面成角的方向斜射向P，其折射光线正好垂直通过两棱镜的界面。已知材料的折射率nPnQ，则下列说法正确的是()A一定没有光线从Q的下表面射出B从Q的下表面射出的光线一定与入射到P的上表面的光线平行C如果光线从Q的下表面射出，出射光线与下表面所夹的锐角一定大于D如果光线从Q的下表面射出，出射光线与下表面所夹的锐角一定小于答案D解析作出光路图，如图所示。由题意可知，光线垂直射入Q，根据折射定律，则有：nP，nQ；因为nPnQ，r，所以i，所以D正确。8对于某种单色光，玻璃的折射率比水的大，则此单色光在玻璃中传播时()A其速度比在水中的大，其波长比在水中的长B其速度比在水中的大，其波长比在水中的短C其速度比在水中的小，其波长比在水中的短D其速度比在水中的小，其波长比在水中的长答案C解析由n玻，n水，以及n玻n水可知，v玻v水，玻水。故C正确。二、非选择题9在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa、bb与玻璃砖位置的关系分别如图、和所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确，且均以aa，bb为界面画光路图，则甲同学测得的折射率与真实值相比_(填“偏大”“偏小”或“不变”)。乙同学测得的折射率与真实值相比_(填“偏大”“偏小”或“不变”)。丙同学测得的折射率与真实值相比_(填“偏大”“偏小”或“不变”)。答案偏小不变可能偏大、也可能偏小、还可能不变解析用图测定折射率时，玻璃中折射光线偏折大了，所以折射角增大，折射率减小；用图测定折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关；用图测定折射率时，无法确定折射光线偏折的大小，所以测得的折射率可大、可小、可不变。10用三棱镜做“测定玻璃的折射率”的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示。(1)在本题的图上画出所需的光路。(2)为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是_、_，并在图上标出它们。(3)计算折射率的公式是n_。答案(1)见解析(2)12(3)解析(1)连接P1、P2并延长交侧面于O1，连接P3、P4并延长交侧面于O2，连接O1O2，就得到光在玻璃棱镜中的折射光线，如图所示。(2)需要测量的量是入射角1和折射角2。(3)由折射定律得玻璃的折射率为：n。11一半圆柱形透明物体横截面如图所示，底面AOB镀银(图中粗线)，O表示半圆截面的圆心。一束光线在横截面内从M点入射，经过AB面反射后从N点射出，已知光线在M点的入射角为30，MOA60，NOB30。求：(1)光线在M点的折射角；(2)透明物体的折射率。答案(1)15(2)解析(1)如图，透明物体内部的光路为折线MPN，Q、M点相对于底面EF对称，Q、P和N三点共线。设在M点处，光的入射角为i，折射角为r，OMQ，PNF。根据题意有30由几何关系得，PNOPQOr，于是r60且r由式得r15。(2)根据折射率公式有sininsinr由式得n