2013年高中物理 电子题库 第4章4.5知能演练轻松闯关 沪科版选修3-4

1 20132013 年沪科版物理选修年沪科版物理选修 3 43 4 电子题库电子题库 第第 4 4 章章 4 54 5 知能演练轻松闯知能演练轻松闯 关关 1 光从空气射入水中 当入射角变化时 则 A 反射角和折射角都发生变化 B 反射角和折射角都不变 C 反射角发生变化 折射角不变 D 折射角变化 反射角始终不变 解析 选 A 由光的反射定律知 入射角和反射角相等 所以入射角变化时 反射角也发生 变化 由光的折射定律知 入射角的正弦和折射角的正弦成正比 所以入射角变化时 折 射角也发生变化 A 正确 2 一束光从某种介质射入空气中时 入射角i 30 折射角r 60 折射光路如图所示 则下列说法正确的是 A 此介质折射率为 3 3 B 此介质折射率为 3 C 光在介质中速度比在空气中小 D 光在介质中速度比在空气中大 解析 选 BC 由折射定律及入射角 折射角的含义知n 则此介质比空气折射率 sinr sini3 大 又由n 知 C 正确 D 错误 c v 3 用 插针法 测定透明半圆柱玻璃砖的折射率 O为玻璃砖截面的圆心 使入射光线跟 玻璃砖的平面垂直 如图所示的四个图中P1 P2 P3和P4是四个学生实验插针的结果 2 1 在这四个图中肯定把针插错了的是 2 在这四个图中可以比较准确地测出折射率的是 计算玻璃砖的折射率的公 式是 解析 1 垂直射入半圆柱玻璃砖平面的光线 经玻璃砖折射后 折射光线不能与入射光线 平行 除过圆心的光线 A 错 2 测量较准确的是图 D 因 B 图的入射光线经过圆心 出射光线没有发生折射 C 图的入 射光线离圆心太近 射到圆界面上时 入射角太小不易测量 会产生较大的误差 测量出 入射角与折射角后 由折射定律求出折射率n sini sinr 答案 1 A 2 D n sini sinr 4 有人在游泳池岸边 竖直 向下观察池水的深度 看上去池水的视深为h 已知水的折 射率为 那么池水的实际深度H 4 3 解析 由池底某点P发出的光线 在水中和空气中的光路如图所示 由于观察者在岸边 竖直 向下观看 所以光线在水面处的入射角 1和折射角 2都很小 根据数学知识可知 sin 1 tan 1 a H sin 2 tan 2 a h 根据折射定律有 1 n sin 1 sin 2 将 两式代入 式得 1 n a H a h 解得池水实际深度为H nh h 4 3 3 答案 h 4 3 一 选择题 1 如果光以同一入射角从真空射入不同介质 则折射率越大的介质 A 折射角越大 表示这种介质对光线的偏折角度越大 B 折射角越大 表示这种介质对光线的偏折角度越小 C 折射角越小 表示这种介质对光线的偏折角度越大 D 折射角越小 表示这种介质对光线的偏折角度越小 解析 选 C 根据光的折射定律 n知 sin 2 光从真空以相等的入射角 sin 1 sin 2 sin 1 n 1射入介质时 sin 1一定 n越大 sin 2越小 2就越小 说明光偏离原来的角度 就越大 所以选项 C 正确 2 2012 济南高二检测 光从某种玻璃中射向空气 入射角i从零开始增大到某一值的过 程中 折射角r也随之增大 则下列说法正确的是 A 比值i r不变 B 比值 sini sinr是一个大于 1 的常数 C 比值 sini sinr不变 D 比值 sini sinr是一个小于 1 的常数 解析 选 CD 光从玻璃射向空气时 玻璃的折射率n 1 且不变 因此 C D 正确 sinr sini 3 一束光从空气射入某种透明液体 入射角为 40 在界面上光的一部分被反射 另一部 分被折射 则反射光线与折射光线的夹角是 A 小于 40 B 在 40 与 50 之间 C 大于 140 D 在 100 与 140 之间 解析 选 D 因为入射角为 40 反射角也为 40 根据折射定律折射角小于 40 所以 反射光线与折射光线的夹角在 100 与 140 之间 4 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 解析 选 B 光经过大气层 空气分布不均匀 而折射率不同 光发生折射现象使光传播方 向发生改变所致 4 5 某同学做测定玻璃折射率实验时 用他测得的多组入射角i与折射角r 作出 sini sinr图像如图所示 下列判断中正确的是 A 他做实验时 光线是由空气射入玻璃的 B 玻璃的折射率为 0 67 C 玻璃的折射率约为 1 5 D 玻璃临界角的正弦值为 0 67 解析 选 ACD 由题图可知入射角大于折射角 光线是由光疏介质射入光密介质 故选项 A 正确 任何介质的折射率都大于 1 故 B 项错 由折射率公式n 可得 sini sinr n 1 5 故 C 项正确 由临界角的定义公式 sinC 可知 D 项正确 1 0 67 1 n 6 2012 四川高二检测 如图所示 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 A B 1 5 2 C D 2 3 解析 选 C 绘出光在玻璃球体内的光路图 如图所示 由几何关系可知 第一次折射时 折射角为 30 则n C 正确 sin60 sin30 3 6 2012 汉中高二检测 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 圆柱体长为l 底面半 5 径为r 则视场角为 A arcsin B arcsin nl r2 l2 nr r2 l2 C arcsin D arcsin r n r2 l2 l n r2 l2 解析 选 B 画出以最大入射角 1 的入射光线 边界光线 在圆柱形玻璃中折射后的光路 图 如图所示 由几何关系和折射定律 有 sin 2 n r r2 l2 sin 1 sin 2 联立以上两式解得 sin 1 nr r2 l2 1 arcsin 选项 B 正确 nr r2 l2 8 在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中 其实验光路如图所示 对实验中的一些 具体问题 下列意见正确的是 A 为了减少作图误差 P3和P4的距离应适当取大些 B 为减少测量误差 P1 P2的连线与玻璃砖界面的夹角应取大些 C 若P1 P2的距离较大时 通过玻璃砖会看不到P1 P2的像 D 若P1 P2连线与法线NN 夹角较大时 有可能在bb 面发生全反射 所以在bb 一侧 就看不到P1 P2的像 解析 选 A P3和P4的距离应适当取大些 是为了画直线OB时更接近原光线 能减少误差 选项 A 正确 在玻璃中的光线OO 的入射角达不到临界角 不会发生全反射 9 在测定玻璃的折射率实验中 已画好玻璃砖界面两直线aa 与bb 后 不小心误将玻璃砖 向上稍平移了一点 如图所示 若其他操作正确 则测得的折射率将 A 变大 B 变小 6 C 不变 D 变大 变小均有可能 解析 选 C 设P1 P2 P3 P4是正确操作所得到的四枚大头针的位置 画出光路图后可知 即使 玻璃砖向上平移一些 如图所示 实际的入射角没有改变 实际的折射光线是O1O1 而 现在误把O2O2 作为折射光线 由于O1O1 平行于O2O2 所以折射角没有改变 因此折 射率不变 10 如图所示 空气中有一块横截面呈扇形的玻璃砖 折射率为 现有一细光束 垂直射到 2 AO面上 经玻璃砖反射 折射后 经OB面平行返回 AOB为 135 圆的半径为r 则 入射点P点距圆心O的距离为 A r B r 1 4 1 2 C rsin7 5 D rsin15 解析 选 C 如图过D点作法线 光线在D点折射时 由于 AOB 135 可知折射角为 45 由 光的折射定律 n i 30 又由几何关系知 PCD 15 sin45 sini 连接OC 由光的反射定律知 PCO 7 5 PO rsin7 5 二 非选择题 光线以 60 的入射角从空气射入玻璃中 折射光线与反射光线恰好垂直 真空中光速 11 c 3 0 108 m s 1 画出折射光路图 2 求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度 3 当入射角变为 45 时 折射角为多大 4 当入射角增大或减小时 玻璃的折射率是否变化 说明理由 7 解析 先画出玻璃与空气的界面 再过入射点作出界面的垂线即为法线 作入射光线 然 后根据光的反射定律和折射定律作出反射光线和折射光线 求出折射角 2后 根据n 求出n 再根据n 求出光在玻璃中的传播速度v 当入射角变化时 比值 sin 1 sin 2 c v 保持不变 即玻璃的折射率并不改变 据此可求出相应的折射角 sin 1 sin 2 1 由题意知入射角 1 60 反射角 3 60 折射角 2 90 60 30 折射 光路图如图所示 2 n sin 1 sin 2 sin60 sin30 3 根据n 得v m s c v c n 3 0 108 3 故v 1 7 108 m s 3 由n 得 sin 2 sin 1 sin 2 sin 1 n 将 sin 1 sin45 及n 代入上式 2 23 可求得 sin 2 2 arcsin 6 6 6 6 4 折射率不会变化 折射率由介质和入射光的频率决定 而跟入射角的大小无关 答案 见解析 一个圆柱形筒 直径 12 cm 高 16 cm 人眼在筒侧上方某处观察 所见筒侧的深度为 9 12 cm 当筒中装满液体时 则恰能看到筒侧的最低点 求