2017学年高二物理人教版选修3-4练习：13.1 光的反射和折射.doc

第十三章光1光的反射和折射A组(15分钟)1.光从某介质射入空气,入射角1从零开始增大到某一值的过程中,折射角2也随之增大,则下列说法正确的是()A.比值12不变B.比值sin 1sin 2不变C.比值sin 1sin 2是一个大于1的常数D.比值sin 1sin 2是一个小于1的常数解析:因折射率不变,可知sin 1sin 2不变,A错误,B正确;又入射角小于折射角,所以sin 1sin 21,所以研究的是光从空气射入玻璃的情况,选项A正确,D错误。答案:AC8.导学号38190078一半径为R的14球体放置在水平桌面上,球体由折射率为3的透明材料制成。现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线,平行于桌面射到球体表面上,折射入球体后再从竖直表面射出,如图所示。已知入射光线与桌面的距离为3R2。求出射角。解析:如图所示,设入射光线与14球体的交点为C,连接OC,OC即为入射点的法线。因此,图中的角为入射角,过C点作球体水平表面的垂线,垂足为B,依题意,COB=,又由OBC知sin =32,设光线在C点的折射角为,由折射定律得sinsin=3由式得=30。由几何关系知,光线在球体的竖直表面上的入射角为30。由折射定律得sinsin=13,因此sin =32,解得=60。答案:60B组(15分钟)1.为了观察门外情况,有人在门上开一小圆孔,将一块圆柱形玻璃嵌入其中,圆柱体轴线与门面垂直,如图所示。从圆柱底面中心看出去,可以看到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,则视场角的正弦是()A.nlr2+l2B.nrr2+l2C.rr2+l2D.lnr2+l2解析:光路图如图所示n=sinisin,sin =rr2+l2所以sin i=nsin =nrr2+l2,B对。答案:B2.如图所示,在长方体玻璃砖的底面中心和实心玻璃半球的球心处,分别放有点光源,人从上面观察,看到的像点位置()A.均在点光源位置B.均在点光源上方C.玻璃砖的在光源上方,玻璃半球的在光源处D.玻璃砖的在光源处,玻璃半球的在光源上方解析:玻璃砖底面中心点光源发出的光,经玻璃表面折射后,折射角大于入射角,人逆着折射光看去,看到的虚像在光源上方,玻璃半球球心处的点光源发出的光射出时不发生偏折,看到的像点仍在光源处,选项C正确,A、B、D错误。答案:C3.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解析:根据边界作出边界光线,如图所示。水井中的青蛙相当于枯井中离开井底一定高度的青蛙,看向井口和天空,所以水井中的青蛙会觉得井口大些,且可看到更多的星星,故选项A正确,B、C、D错误。答案:A4.如图所示,一根竖直插入水中的杆AB,在水中部分长1.0 m,露出水面部分长0.3 m,已知水的折射率为43,则当阳光与水平面成37角时,杆AB在水下的影长为多少?解析:光路如图所示由题意可得入射角为53由折射定律sin 1sin 2=nsin53sin 2=43则2=37,由几何关系得影长s=0.3 mtan 53+1 mtan 37=1.15 m。答案:1.15 m5.导学号38190079如图所示,两面平行的玻璃砖下表面涂有反射物质,一束与上表面成30角入射的光线,在右端垂直标尺上形成了A、B两个光斑,A、B间距为4 cm,已知玻璃砖的折射率为3。(1)画出形成两光斑的光路图;(2)求此玻璃砖的厚度d。解析:(1)光路图如图所示。(2)光束入射角i=90-30=60设折射角为r,n=sinisinr,由几何关系有BO=EOtan 30,AO=COtan 30,AB=AO-BO=(CO-EO)tan 30=CEtan 30。且CE=2dtan r,代入数据解得d=6 cm。答案:(1)见解析图(2)6 cm6.如图所示,一等腰直角三棱镜放在真空中,斜边BC=d,一束单色光以60的入射角从AB侧面的中点入射,折射后从侧面AC折射出。已知三棱镜的折射率n=62,单色光在真空中的光速为c,求:(1)第一次折射时的折射角;(2)此单色光在三棱镜中的传播速度;(3)此单色光通过三棱镜的时间。解析:(1)单色光在AB面上发生折射,光路如图所示。根据折射定律得n=sin60sin,n=62由以上两式得=