学人教版选修34 13.1光的反射和折射 作业.docx

2017-2018学年度人教版选修3-4 13.1光的反射和折射 作业1某人手持边长为5cm的正方形平面镜测量身后一棵树的高度。测量时保持镜面与地面垂直，镜子与眼睛的距离为0.5m。在某位置时，他在镜中恰好能够看到整棵树的像；然后他向前走了10.0 m，发现用这个镜子长度的4/5就能看到整棵树的像，这棵树的高度约为a. 5.5m b. 5.0m c. 4.5m d. 4.0m2如图所示，是声波从介质进入介质的折射情况，由图判断下面说法中正确的是()a. 入射角大于折射角，声波在介质中的波速大于它在介质中的波速b. 入射角大于折射角，可能是空气，可能是水c. 入射角小于折射角，可能是钢铁，可能是空气d. 介质中波速v1与介质中波速v2满足：v1v2=sin2sin13如图所示，oa是光从水中射入空气的一条反射光线，若oa与水面夹角60，关于入射角、折射角的说法正确的是（ ）a. 60，60b. 60，60c. 30，30d. 30，304如图所示，o1o2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，a、b是关于o1o2轴等距且平行的两束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路如图所示，mn是垂直o1o2放置的光屏，沿o1o2方向不断左右移动光岸，可在屏上得到一个光斑p，根据该光路图，下列说法正确的是（ ）a. 在该玻璃体中，a光比b光的运动时间长b. 光电效应实验时，用a光比b光更容易发生c. a光的频率比b光的频率高d. 用同一装置做双缝干涉实验时a光产生的条纹间距比b光的大5如图所示，让光沿着半圆形玻璃砖的半径射到它的平直的边上，在这个边与空气的界面上会发生反射和折射。 逐渐增大入射角，观察反射光线和折射光线的变化。关于该实验现象，下列说法正确的是（ ）a. 反射光线和折射光线都沿顺时针方向转动b. 反射光线和折射光线转过的角度相同c. 在还未发生全反射过程中，反射光越来越强d. 最终反射光完全消失6一束可见光从空气中射向水和空气的分界面，经折射后分为两束单色光a和b，如图所示。若光束b为黄光，则光束a可能是（ ）a. 红光 b. 蓝光c. 紫光 d. 绿光7在完全透明的水下某深处，放一点光源，在水面上可见到一个圆形的透光圆面，若透光圆面的半径匀速增大，则光源正（ ）a. 加速上长 b. 加速下降 c. 匀速上升 d. 匀速下降8如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b，下列说法正确的是a. 真空中，a光的波长小于b光的波长b. 在三棱镜中a光传播速度小于b光传播速度c. 在三棱镜中a光的折射率大于b光的折射率d. a光的光子能量小于b光的光子能量9如图所示，一单色光由介质射入介质，在界面mn上发生偏折下列说法正确的是（_）a该光在介质中传播的速度大b该光在介质中传播的速度大c该光在介质中和介质中传播的速度之比为 d该光在介质中和介质中传播的速度之比为1010如图所示，一单色光由介质射入介质，在界面mn上发生偏折下列说法正确的是（_）a该光在介质中传播的速度大b该光在介质中传播的速度大c该光在介质中和介质中传播的速度之比为 d该光在介质中和介质中传播的速度之比为11如图所示，半径为r的透明半球体，在半球体右侧平行底面放置一个光屏。现在有一束平行单色光垂直半球底面射向透明半球体，经半球体折射后在光屏上形成光斑，将光屏由半球体顶部向右平移至距顶部r3处时，光斑逐渐减小为半径为r4的圆。已知光在真空中的传播速度为c，求：透明半球体对该单色光的折射率；从底面圆心处射入的单色光在透明半球体内传播的时间。12如图，一截面为正方形abcd的正方体容器放在真空环境中，正方形边长为l，一束光线沿ac方向射来，由于容器内盛装有某种液体，使光线折射到距离c点l4处的o点，已知液体的折射率n=2，真空中的光速为c，求：盛装液体的高度h；光从a到o所用的时间t。13如图所示，一个横截面为半径r=2cm的圆柱形玻璃，放置在水平地面上，地面上有一个光源p，可发出不同颜色的线状光束恰好照射到柱形玻璃的水平直径的左侧a点，且光源射出的光线和横截面在同一平面。绿色光束射到a点，经柱形玻璃后在b点(图中未标出)光源恰沿水平方向射出(不考虑在玻璃内的反射光)。已知射出点b与a点的水平距离是d=3cm，求：(i)绿光在该柱形玻璃内的运动时间；(取光在空气中速度为3108m/s)(ii)若将这束绿光改成蓝光，经柱形玻璃射出后能否在地面上形成光斑。(不用说明理由)14如图所示，横截面内径为r、外径为r=3r的环状透明砖的圆心为o，折射率为n=233，一束平行于对称轴oo的光线由a点进入透明砖，到达b点（未标出）刚好发生全反射求：透明砖的临界角a点处光线的折射角15如图为一半球壳形玻璃砖的截面图，折射率n=2，球壳外圆半径r1=10 cm， 内圆半径r2=5 cm，图中oo为玻璃砖的中轴线。真空中，一束平行光以平行于oo的方向从球壳的左侧射入。这束平行光中，有一部分到达内圆表面时能从右侧射出玻璃砖。求：() 该玻璃砖的临界角() 这一部分入射平行光束的宽度。试卷第5页，总6页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1d【解析】设树高为h，树到镜的距离为l，如图所示，是恰好看到树时的反射光路图由图中的三角形可得：h0.05=l+0.50.5，人离树越远，视野越开阔，看到树的全部所需镜面越小，可得：h0.0545=l+0.5+100.5，以上两式解得：l=39.5m，h=4.0m，故abc错误，d正确；故选d.【点睛】平面镜的反射成像，利用反射定律，作出光路图，通常要转化为三角形，利用几何知识求解 2ab【解析】a、由图示可知，入射角大于折射角，介质对波的折射率小于介质对波的折射率，由n=cv可知，n越小，波的传播速度越大，由此可知，声波在介质中的波速大于它在介质中的波速，故a正确；b、由图示可知，入射角大于折射角，介质对波的折射率小于介质对波的折射率，可能是空气，可能是水，故b正确，c错误；d、由相对折射率公式可知，介质中波速v1，与介质中波速v2满足：n=v1v2=sin1sin2，故d错误。点睛：本题考查了声波的折射现象，声波的折射与光的折射遵守相同的折射定律，分析清楚波的传播过程图，应用折射定律可以解题。3d【解析】根据光的反射定律的内容，作出其入射光线bo，反射光线与水面的夹角也为60，反射角为90-60=30，因为反射角等于入射角，所以入射角为为30，光从水中斜射入空气中时，要发生折射，折射光线oc如图所示：因为折射角大于入射角，所以折射角30，故d正确，abc错误。4d【解析】a. 光线通过玻璃体后，a光的偏折程度比b光的小，则该玻璃体对a光的折射率比对b光的折射率小，而折射率越大，光的频率越高，说明a光的频率比b光的频率低；根据v=c/n，a光在玻璃中波速大，传播时间短，故a错误，c错误；b.因为a光的频率比b光的频率低，光电效应实验时，用a光比b光更不容易发生，故b错误。d.a光的频率比b光的频率低，a光的波长比b光的长，而双缝干涉条纹间距与波长成正比，则a光的条纹较b宽。故d正确。故选：d5c【解析】a、逐渐增大入射角，反射光线沿逆时针方向转动，折射光线沿顺时针方向转动，故a错误；b、根据折射定律可知，反射光线和折射光线转过的角度不相同，故b错误；cd、入射角增大，则反射光线ob的强度增强，折射光线oc的强度减弱，最终折射光完全消失，故c正确，d错误；故选c。6a【解析】因为b光的偏折程度大于a光，所以对b光的折射率大于对a光的折射率，所以b光的频率大于a光的频率，由于蓝光、紫光、绿光的频率比黄光的频率大，红光的频率比黄光的频率小，故光束a可能是红光，故a正确，bcd错误；故选a。7d【解析】设临界角为，设透光圆面的半径匀速速度大小为，光源下沉的速度为，根据数学知识知： ，得； 不变，则知也不变，所以光源将匀速下沉，故d正确故选d8d【解析】光从空气斜射向玻璃折射时，入射角相同，光线a对应的折射角较大，故光线a的折射率较小，即nanb，根据v=c/n 分析知在该三棱镜中a光速度大于b光速度，故bc错误；a的频率较小，则真空中a光的波长大于b光的波长，a光的光子能量小于b光的光子能量，故a错误，d正确；故选d.点睛：解答此类问题首先要看光的偏折程度，折射的程度越大，则折射率就越大，频率就越大，波长就越小，光子能量越小.9bd【解析】由图知光在介质中的折射角较大，则介质为光疏介质，光在介质中传播的速度大，故a错误，b正确；介质相对介质的折射率为n=则该光在介质中和介质中传播的速度之比为，故c错误，d正确。所以bd正确，ac错误。10bd【解析】由图知光在介质中的折射角较大，则介质为光疏介质，光在介质中传播的速度大，故a错误，b正确；介质相对介质的折射率为n=则该光在介质中和介质中传播的速度之比为，故c错误，d正确。所以bd正确，ac错误。11(1)n=54 (2)t=5r4c【解析】试题分析：根据题意作出光路图，根据几何关系求出临界角的正弦值，根据n=1sinc求出折射率；根据v=cn求出光在透明半球体内传播速度，根据t=xv求出该光在透明半球体内传播时间。单色乐在透明半球体内以临界角c入射球面的光路图，如图所示由几何知识得：rcoscr4tanc=r+r3解得：sinc=45则透明半球体对该单色光的折射率为n=1sinc=54光在透明半球体内传播速度为v=cn=4c5则该光在透明半球体内传播时间为t=xv=5r4c【点睛】本题是折射定律的应用，关键是掌握全反射的条件和临界角，要根据画出光路图，运用几何知识求临界的正弦值，再根据传播速度与折射率的表达式和x=vt即可求出运动的时间。12h=(3+3)l8；t=(6+72)l8c【解析】试题分析：画出光路图，根据折射率和几何关系即可求出盛装液体的高度；光在液体中的传播速度为v=cn，根据几何关系求出传播的距离，根据运动学公式从而得出光从a到o的时间。画出光路图，由题意知i=45根据折射定律：n=sinisinr=2 解得： r=30又：ge=ae=l-h 可得：sinr=obge(obge)2+h2=12 又：ob=3l4代入数字化简得：32h224hl+3l2=0解得：h=(3+3)l8 (另一解 h=(33)l8 舍去) 光在液体中的传播速度为v=cn=2c2光从a到g的时间为：t1=agc=2aec光从g到o的时间为：t2=ogv=hvcosr所以光从a到o的时间为：t=t1+t2=(6+72)l8c1.54lc点睛：本题主要考查了几何光学，掌握光的折射定律以及临界角与折射率的大小关系，正确画出光路图是关键。13(1) 21010 s (2)能【解析】试题分析：（i）根据题意作出光路图，再根据几何关系求入射角和折射角，根据折射定律求出折射率，最后根据v=cn和运动的路程求出运动的时间；（ii）若将绿光换成蓝光时，因为蓝光的折射率大，i大小不变，r变小，由光路图可知，经柱形玻璃射出后能在地面上形成光斑.(i)根据题意作出光路图，如图所示由光路图和几何关系可得，cap=ebf=i,oab=abo=r若将绿光换成蓝光时，因为蓝光的折射率大，i大小不变，r变小由光路图可知，经柱形玻璃射出后能在地面上形成光斑；由几何关系可得：r+rcosi=d，且i=2r，得：i=60，r=30根据折射定律有：n=sinisinr解得：n=3由几何关系可知：lab=2rcosr，又v=cn联立解得t=labv=21010s(ii)能【点睛】本题主要考查了折射定律，光在介质中的传播速度和传播时间的问题，解决本题的关键就是要先根据题意画出光路图，并根据几何关系找出相应的物理量，再根据相应的方程进行求解即可。14c=600 r=30【解析】解：根据sinc=1n得临界角为：c=60光线沿ab方向射向内