教科版物理选修3-4课时训练·达标巩固 4.1

圆学子梦想 铸金字品牌温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时训练达标巩固【基础达标】一、选择题1.(2016达州高二检测)如图所示画的是光线由空气进入玻璃棱镜、再由棱镜射入空气的一条光路图。指出哪种情况是可能发生的()【解析】选A。当光线与界面垂直时,入射角等于折射角,均为0,故B项不可能发生;再由空气中的夹角大于介质中的夹角,C、D两项中第二次折射均不可能发生;只有A项中第一次折射时,入射角等于折射角,均为0,第二次折射时空气中的夹角大于介质中的夹角,故选A。2.(多选)关于折射率,下列说法正确的是()A.根据sinisinr=n可知,介质的折射率与入射角的正弦值成正比B.根据sinisinr=n可知,介质的折射率与入射角的正弦值成反比C.根据n=cv,介质的折射率与介质中的光速成反比D.介质的折射率与入射角、折射角的大小无关【解析】选C、D。介质的折射率是一个表明介质的光学特性的物理量,由介质本身决定,与入射角、折射角的大小无关,A、B错误,D正确;由于真空中光速是个定值,故n与v成反比,C正确。故选C、D。3.(2016乐山高二检测)如果光线以大小相等的入射角,从真空射入不同介质,若介质的折射率越大,则()A.折射角越大,说明折射光线偏离原来方向的程度越大B.折射角越大,说明折射光线偏离原来方向的程度越小C.折射角越小,说明折射光线偏离原来方向的程度越大D.折射角越小,说明折射光线偏离原来方向的程度越小【解析】选C。根据折射定律,sinisinr=n,当光以相等的入射角从真空向介质入射时,sini一定,n越大,sinr就越小,r越小,说明光偏离原来的传播方向程度就越大。故选项C正确。4.(多选)一束白光通过三棱镜后发生了色散现象,如图所示。下列说法正确的是()A.玻璃对红光的折射率最小,红光的偏折角最小B.玻璃对紫光的折射率最小,紫光的偏折角最小C.黄光在玻璃中的传播速度比紫光大D.屏幕上各色光由下到上的排列顺序为:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫【解析】选A、C。实验表明:玻璃对红光的折射率最小,红光的偏折角最小,A对,B错;根据v=cn知,C正确;屏幕上各色光由上到下的排列顺序为:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,D错。【总结提升】折射现象中的两条规律(1)同一种介质对不同色光的折射率不同,对红光的折射率最小,偏折角最小;对紫光的折射率最大,偏折角最大。(2)由n=cv可知,各种色光在同一种介质中的传播速度不同,红光速度最大,紫光速度最小。【补偿训练】雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹。设水滴是球形的,图中的圆代表水滴过球心的截面,入射光线在过此截面的平面内,a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线,则它们可能依次是()A.紫光、黄光、蓝光和红光B.紫光、蓝光、黄光和红光C.红光、蓝光、黄光和紫光D.红光、黄光、蓝光和紫光【解析】选B。第一次折射时,把水滴看作三棱镜,向下偏折程度最大的光线一定是紫光,偏折程度最小的是红光,故第二次折射后,从图上可看出紫光是a,红光是d,所以正确答案是B。5.(多选)两束不同频率的单色光a、b从空气平行射入水中,发生了如图所示的折射现象()。下列结论中正确的是()A.在水中的传播速度,光束a比光束b大B.在水中的传播速度,光束a比光束b小C.水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小D.水对光束a的折射率比水对光束b的折射率大【解析】选A、C。光束a、b的入射角相同,光束a的折射角比光束b的大,根据n=sinisinr可知,水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小,C正确,D错误;根据n=cv可知,光束a在水中的传播速度比光束b在水中的传播速度大,A正确,B错误。故选A、C。6.(2016内江高二检测)光线由空气射向某媒质,当入射角为i时,折射光线与反射光线正好垂直,那么这种媒质的折射率和光在该媒质中的速度分别为()A.n=sini,v=csiniB.n=tani,v=ctaniC.n=tani,v=ccoti D.n=cosi,v=ccosi【解题指南】解答本题时可按以下步骤进行:(1)根据题意画出光路图。(2)找到折射角与入射角之间的关系。(3)根据折射率的定义n=sinisin及n=cv计算媒质的折射率及光在该媒质中的速度。【解析】选C。由图可知折射角=90-i,故该媒质的折射率n=sinisin(90-i)=sinicosi=tani;由n=cv可知,光在该媒质中的速度v=cn=ctani=ccoti;综上可知,选项C正确。二、非选择题7.一长直杆长1.5m,垂直立于底部平坦、水面平静无波的游泳池中,露出水面部分高0.3 m,当阳光以与水面成37的夹角入射时,杆在游泳池底部所成的影长为多少?(已知水的折射率n=43)【解析】依题意作图如图所示,依据折射定律n=sinisinr,得sinr=sinin=sin5343=35,r=37,影长s=0.3tan 53m+1.2tan 37m=0.343m+1.234m=1.3 m。答案:1.3m【总结提升】折射问题的四点注意(1)根据题意画出正确的光路图。(2)利用几何关系确定光路中的边、角关系,要注意入射角、折射角的确定。(3)利用反射定律、折射定律求解。(4)注意光路可逆性、对称性的应用。【能力提升】1. (1)(多选)一束复色光由空气射向玻璃,发生折射而分为a、b两束单色光,其传播方向如图所示。设a、b在玻璃中的折射角分别为r1和r2,玻璃对a、b的折射率分别为n1和n2,a、b在玻璃中的传播速度分别为v1和v2,则()A.n2n1B.n2v1D.v2v1 E.r1r2(2)在如图所示的光路中,A为激光的出射点,O为半球柱形玻璃横截面的圆心,AO过半圆顶点。若某条从A点发出的与AO成=30的光线,以入射角i=60入射到半圆弧上,出射光线平行于AO,求此玻璃的折射率。【解析】(1)选B、C、E。由题图可知折射角r1n2,故选项A错误,B正确;根据n=cv,故选项C正确,选项D错误。(2)延长入射光线,根据几何关系可得折射角r= i-=60-30=30由折射定律有n=sinisinr,则n=sin60sin30=3。答案:(1)B、C、E(2)32. (1)(多选)如图所示,一束光线从空气射入某介质,入射光线与反射光线的夹角为90,折射光线与入射光线延长线间夹角为15,则()A.折射角为30B.介质的折射率为2C.介质的折射率为2D.光在介质中的速度为1.5108m/sE.光在介质中的速度为2.12108m/s(2)如图所示,一束光从A点(半径的中点)沿水平方向射入14透明球体后经B点射出,最后射到水平面上的C点。已知该球体对蓝光的折射率为3,求它从球面射出时的出射角。【解析】(1)选A、B、E。入射光线与反射光线夹角为90,故入射角i=45,折射光线与入射光线延长线间夹角为15,则折射角r=30,故选项A正确;根据折射率公式有n=sinisinr=sin45sin30=2,故选项B正确,选项C错误;在介质中的速度v=cn=2.12108m/s,故选项D错误,选项E正确。(2)设ABO=,由sin=12,可知=30,由公式n=sinsin,解得=60。答案:(1)A、B、E(2)60【补偿训练】(1)现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成,夜间行车时,它能把车灯射出的光逆向返回,标志牌上的字特别醒目。这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的,如图所示,反光膜内均匀分布着直径为10m的细玻璃珠,所用玻璃的折射率为3,为使入射的车灯光线经玻璃珠折射反射再折射后恰好和入射光线平行,那么第一次入射的入射角应是()A.15B.30C.45D.60(2)利用半圆柱形玻璃,可减小激光光束的发散程度。在如图所示的光路中,A为激光的出射点,O为半圆柱形玻璃横截面的圆心,AO过半圆顶点。若某条从A点发出的与AO成角的光线,以入射角i入射到半圆弧上,出射光线平行于AO,求此玻璃的