高中物理 第四章 第一节 光的折射定律同步练测 鲁科版选修34.doc

第一节 光的折射定律建议用时实际用时满分实际得分90分钟100分7一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分）1.如图1所示，一束单色光对称地通过等边玻璃三棱镜，则玻璃棱镜的折射率为（ ）图1a.1.2 b. 2c. 3 d. 3/32.关于折射率，下列说法正确的是.a.根据sin 1sin 2=n可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比b.根据sin 1sin 2=n可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比c.根据n=cv可知，介质的折射率与介质中的光速成反比d.同一频率的光由第一种介质进入第二种介质时，折射率与波长成反比3.如图2所示，在用插针法测定玻璃折射率的实验中，以下各说法正确的是( )图2a.p1、p2及p3、p4之间的距离适当大些，可以提高准确度b.p1、p2及p3、p4之间的距离取得小些，可以提高准确度c.入射角i适当大些，可以提高准确度d.入射角太大，入射光线会在玻璃砖的内表面发生全反射，使实验无法进行4.在测定玻璃的折射率的实验中，对一块两面平行的玻璃砖，用插针法找出与入射光线对应的出射光线，现有甲、乙、丙、丁四位同学分别做出如图3所示的四组插针结果.图3从图3看，肯定把大头针插错了的同学是（ ）a.甲 b.乙 c.丙 d.丁5.在上题中，测量结果准确度最高的同学是（ ）a.甲 b.乙 c.丙 d.丁6.用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上面画出的界面aa、bb与玻璃砖位置的关系分别如图4中、和所示，其中甲、丙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.则下列说法正确的是（ ）图4a.甲同学测得的折射率与真实值相比偏小b.乙同学测得的折射率与真实值相比偏小c.丙同学测得的折射率与真实值相比一定偏大c.丙同学测得的折射率与真实值相比可能偏大、可能偏小、可能不变7.光线以30入射角从玻璃中射到玻璃与空气的界面上，它的反射光线与折射光线的夹角为90，则这块玻璃的折射率为（ ）a.0.866 b.1.732c.1.414 d.1.5008.对于某单色光，玻璃的折射率比水的大，则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，其波长在比水中的长9.如图5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（ ）图5a.水井中的青蛙觉得井口大些，睛天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多星星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10.观察者在某地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，无法判断二、填空及作图题（本题共2小题，每小题6分，共12分.请将正确的答案填到横线上）11.如图6所示，画有直角坐标系oxy的白纸位于水平桌面上，m是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标原点，直边与x轴重合，oa是画在纸上的直线，p1、p2为竖直地插在直线oa上的两枚大头针，p3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，是直线oa与y轴正方向的夹角，是直线op3与y轴负方向的夹角.只要直线oa画得合适，且p3的位置取得正确，测出角和，便可求得玻璃的折射率.某学生在用上述方法测得玻璃的折射率时，在他画出的直线oa上竖直地插上了p1、p2两枚大头针，但在y0的区域内，不管眼睛在何处，都无法透过玻璃砖看到p1、p2的像，他应采取的措施是 ，若他已透过玻璃砖看到了p1、p2的像，确定p3位置的方法是 .若他已经正确地测得了、的值，则玻璃的折射率n= .图612.用三棱镜做测定玻璃折射率的实验，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上两枚大头针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7所示. 图7 (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 、 ，在图上标出它们.(3)计算折射率的公式是n= .三、计算题（本题共4小题，共48分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13.（8分）如图8所示，光线以入射角1从空气射向折射率n=2的玻璃表面.(1)当入射角145时，反射光线与折射光线间的夹角为多少？(2)当入射角1为多少时，反射光线与折射光线垂直？图8 14.（12分）安全门上的玻璃观察孔直径d=2 cm，门的厚度h=12 cm，为了扩大向外观察的范围，将孔中完全嵌入折射率为3的光学玻璃.求：(1)嵌入玻璃后视野的最大张角是多少？(2)若要视野的张角扩大到180,则嵌入光学玻璃的折射率为多大？15.（14分）某同学在测定一厚度均匀的圆柱形玻璃的折射率时，先在白纸上作一与圆柱形玻璃同半径的圆，圆心为o，将圆柱形玻璃平放在白纸上，使其边界与所画的圆重合，在玻璃一侧竖直插两枚大头针p1和p2，在另一侧再先后插另两枚大头针p3和p4，使从另一侧隔着玻璃观察时，大头针p4恰好挡住p3和p2、p1所成的像，移去圆柱形玻璃和大头针后，在图9中画出： (1)沿p1、p2连线方向的入射光线通过圆形玻璃后的传播方向；(2)光线在玻璃内的传播方向；(3)过光线的入射点作法线，标出入射角i和折射率r;(4)写出计算玻璃折射率的公式.图916.（14分）雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是由阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象.在说明这个现象时，需要分析光线射入水珠后的光路，一束光线射入水珠，水珠可视为一个半径为r的球，球心o到入射光线的垂直距离为d，水的折射率为n.图10(1)在图10上画出该束光线射入水珠内经一次反射后又从水珠中射出的光路图.(2)求这束光线从射向水珠到射出水珠每一次偏转的角度.第一节 光的折射定律 答题纸 得分： 一、选择题题号12345678910答案二、填空及作图题11 12. （1）答案画在在右图中（2） （3） 三、计算题1314.1516.第一节 光的折射定律 参考答案一、选择题1.c 解析：依题意，对ab界面，入射角i=60，折射角r=30.由折射率定义，n=sin isin r=3.2.cd3.ac 解析：实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，且p1和p2之间，p2与o点之间，p3与p4之间，p3与o之间距离要稍大一些，入射角i应适当大一些，以减小测量角度的误差，但入射角不宜太大，也不宜太小.4.b 解析：由题图可知，乙图中出射线向左上侧偏移不符合实际，肯定插错了，5.d 解析：甲、丙和丁相比较，前两者入射角及两个插针间距比图丁小些，故丁同学测量最准确.6.ad 解析：用插针法测定玻璃砖的折射率时，要注意影响玻璃折射率大小的几个因素：玻璃砖宽度宜大些；入射角不能太小；能够观察到有效插针；所画的界面线不能倾斜等.如本题的三个图，就是所画界面的问题，图测得折射率比真实值偏小，选项a正确；图不变，选项b错误，图中可能偏大可能偏小还可能不变，选项c错误，选项d正确.7.b 8.c9.b 解析：这是一道典型的视野问题，解决视野问题的关键是如何确定边界光线、是谁约束了视野等.如本题中由于井口边沿的约束，据此根据边界作出边界光线如图11所示，由图可以看出r，所以水井中的青蛙觉得井口小些；,所以水井中的青蛙可看到更多的星星，故b正确，a、c、d错误.图1110.b 二、填空及作图题11.在白纸上另画一条与y轴正方向夹角合适的直线oa，把大头针p1、p2竖直地插在所画的直线上，直到在y0的区域内透过玻璃砖能看到p1、p2的像 插上p3后，p3恰好能挡住p1、p2的像 sin sin 12.见解析 解析：分别连接p1p2和p3p4确定出入射光线和出射光线，然后确定在玻璃中的光路图，由折射率公式n=sin isin r,求解得n的大小.（1）如图12所示，连接p1、p2交ac于o点，连接p3、p4交ab于o点，连接o、o，过o点作ac面的法线mn，延长oo到g点，使ogoe，过e点作法线mn的垂线交mn于f点，过g点作法线mn的垂线，交 mn于h点.图12（2）量出线段ef和gh长.（3）由折射定律n=sin isin r=efoeghog=efgh.三、计算题13.（1）105 （2）arctan 2 解析：（1）设折射角为2,由n=sin 1sin 2, sin 2=sin 1n=sin 452=12，所以2=30，又145，则反射光线与折射光线的夹角18012105.（2）当反射光线和折射光线垂直时，1+290，n=sin1sin2=sin1cos1=sin1cos1=tan 1,则入射角1=arctan 2.14.（1）120 （2）n=2 解析：该问题的临界情况为入射光从右上角入射，折射光从左下角射入人眼，确定最大张角如图5所示.（1）如图13所示,sinr=dd2+h2=222+122=12，得r=30.依折射定律n=sin isin r ，则sin i=nsin r=312=32.所以i=60,张角为120.（2）若张角为180，则i=90，所以n=sin isin r=sin 90sin 30=2.图1315.（1）如图14所示，p1p2光线为入射光线，p3p4光线为通过玻璃后的折射光线.（2）o1o2光线为入射光线p1p2在玻璃中的折射光线.（3）如图14所示.（4）n=sin is