2019-2020学年高中物理 第4章 光的折射与全反射 第1节 光的折射定律随堂演练（含解析）鲁科版选修3-4

第1节 光的折射定律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作用越大b.折射角越大，表示这种介质对光线的偏折作用越小c.折射角越小，表示这种介质对光线的偏折作用越大d.折射角越小，表示这种介质对光线的偏折作用越小解析：选c.根据折射率的定义n，在入射角相同的情况下，折射角越小的介质，其折射率越大，该介质对光的偏折作用越大；反之，折射角越大的介质，其折射率越小，该介质对光的偏折作用越小，所以正确的选项应该是c.2.如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光.如果光束b是蓝光，则光束a可能是（）a.红光b黄光c.绿光 d紫光解析：选d.由题图可知，光束a的折射角小，根据n知，光束a的折射率大于光束b的折射率，频率越大，折射率越大，且已知光束b是蓝光，选项中频率大于蓝光频率的只有紫光，故光束a可能是紫光，d项正确.3.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：选b.这是一道典型的视野问题，解决视野问题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，而不能看到更大的范围，据此根据边界作出边界光线，如图所示.由图可看出，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.故选项b正确，选项a、c、d错误.4.人造树脂是常用的眼镜镜片材料.如图所示，光线射在一人造树脂立方体上，经折射后，射在桌面上的p点.已知光线的入射角为30，oa5 cm，ab20 cm，bp12 cm，求该人造树脂材料的折射率n.解析：设折射角为，将过o点的法线延长，与bp交于d点，由几何关系可得：pdbpbdbpao（125）cm7 cmop cm cm21.2 cm，所以：sin ，该人造树脂材料的折射率：n1.5.答案：1.5课时作业一、单项选择题1.关于光的折射现象，下列说法中正确的是（）a.折射角一定小于入射角b.折射率跟折射角的正弦值成反比c.折射角增大为原来的2倍，入射角也增大为原来的2倍d.折射率大的介质，光在其中的传播速度小答案：d2.有一块玻璃砖，上、下两面光滑且平行，有一束光线从空气射入玻璃砖，下面给出的四个光路图中正确的是（）解析：选d.本题中由于玻璃砖上、下表面平行，光在上表面的折射角等于下表面的入射角，上表面能够发生折射，则下表面一定能够发生折射，且离开玻璃砖的光线与射向玻璃砖的光线平行，又因为有折射就有反射，故d正确.3.假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比（）a.将提前b.将延后c.在某些地区将提前，在另一些地区将延后d.不变解析：选b.假如地球周围没有大气层，太阳光将沿直线传播，如图所示，在地球上b点的人将在太阳到达a点时才能看到日出；而若地球表面有大气层，由于空气的折射率大于1，并且离地球表面越近，大气层越密，折射率越大，太阳光将沿如图ab曲线进入在b处的人眼中，使在b处的人看到了日出.但b处的人认为光是沿直线传播的，则认为太阳位于地平线上的a点，而此时太阳还在地平线以下，日出时间提前了，所以无大气层时日出时间将延后.4.图甲为某同学利用半圆形玻璃砖测定玻璃折射率n的装置示意图.他让光从空气射向玻璃砖，在正确操作后，他利用测出的数据作出了图乙所示的折射角正弦（sin r）与入射角正弦（sin i）的关系图象.则下列说法正确的是（）a.该玻璃的折射率nb.该玻璃的折射率n1.5c.在由空气进入该玻璃中传播时，光波频率变为原来的d.在由空气进入该玻璃中传播时，光波波长变为原来的1.5倍解析：选b.由折射定律n可知折射角正弦（sin r）与入射角正弦（sin i）的关系图线斜率的倒数表示折射率，所以n1.5，选项a错误，b正确.在由空气进入该玻璃中传播时，光波频率不变，光波波长变为原来的，选项c、d错误.5.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，所以标志牌的字特别醒目.这种“回归反光膜”是用球体反射元件制作的.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. b1.5c. d2解析：选c.如图所示，为光线在玻璃球内的光路图.a、c为折射点，b为反射点，作od平行于入射光线，故aodcod60，所以oab30，玻璃的折射率n，c正确.6.一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角射入，穿过玻璃砖自下表面射出.已知该玻璃对红光的折射率为1.5.设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分别为t1和t2，则在从0 逐渐增大至90 的过程中（）a.t1始终大于t2b.t1始终小于t2c.t1先大于后小于t2d.t1先小于后大于t2解析：选b.如图所示，由n，t，s，可得t，由题意可知，红光、蓝光的入射角相同，但折射角r红r蓝，sin 2r红sin 2r蓝，所以t1nanb，故选项b正确；利用n可以判断出，光在b中传播速度最大，在c中传播速度最小，故选项c正确.8.某同学用插针法测定玻璃砖的折射率，他的实验方法和操作步骤正确无误.但他处理实验记录时发现玻璃砖的两个光学面aa与bb不平行，如图所示.则（）a.ao与ob两条直线平行b.ao与ob两条直线不平行c.他测出的折射率偏大d.他测出的折射率不受影响解析：选bd.如图所示，在光线由aa面进入玻璃砖的偏折现象中，由折射定律知：n.在光线由bb面射出玻璃砖的偏折现象中，同理得n.若aa与bb平行，则i，因此r，此时入射光线ao与出射光线ob平行；若aa与bb不平行，则i，r，此时入射光线ao与出射光线ob不平行，选项b正确.在具体测定折射率时，要求实验方法、光路均准确无误，折射率的测量值不受aa与bb是否平行的影响，选项d正确.9.如图所示，光在真空和某介质的界面mn上发生偏折，那么（）a.光是从真空射入介质b.介质的折射率是c.光在介质中传播速度为108 m/sd.反射光线与折射光线的夹角是90解析：选bcd.由入射角小于折射角（r903060），可知光是由介质射入真空的，a错误；由光路的可逆性和折射率的定义得，n，再由n得vm/s108 m/s；根据光的反射定律可知，反射光线与折射光线的夹角为90，b、c、d正确.10.如图所示，一束复色光从空气中沿半圆形玻璃砖半径方向射入，从玻璃砖射出后分成a、b两束单色光.则（）a.玻璃砖对a光的折射率为b.玻璃砖对a光的折射率为1.5c.b光在玻璃中的传播速度比a光的小d.b光在玻璃中的传播速度比a光的大解析：选ac.由a光的偏折程度比b光的小，可知a光在玻璃中的折射率较小，则a光在玻璃中的传播速度较大，故c正确，d错误；根据折射定律a光在玻璃中的折射率n，故a正确，b错误.三、非选择题11.由于实验室中矩形玻璃砖的数量不够，部分同学需改用直角三棱镜做“测定玻璃的折射率”实验，实验步骤如下：a.如图所示，先在一张白纸上作相互垂直的直线ab、ab作为三棱镜的两个界面，并在直线上标出点o；b.标出p3、p4的位置；c.将三棱镜放在白纸上，使短边跟ab对齐，长边跟ab对齐；d.在长边ab的外侧透过三棱镜观察大头针p1、p2的像，调整视线方向，直到p1的像完全被p2的像挡住；e.在观察的这一侧插两枚大头针p3、p4，使p3挡住p1、p2的像，p4挡住p3和p1、p2的像；f.过o点作一垂直ab的线段oa，在oa上垂直纸面插两枚大头针p1、p2；g.移去三棱镜和大头针，连接p3p4交ab于o点，过o点作与ab垂直的直线mn；h.作光路图，计算折射率n.（1）正确的实验步骤顺序为.（2）请在图中画出准确完整的光路图；（3）请根据图中所给数据，求出该玻璃的折射率n.解析：利用插针法确定光路，注意有时挡住的是物体本身，有时挡住的是物体的像，目的是确定某一入射光线和对应的出射光线，以利用折射定律求解折射率.答案：（1）a、f、c、d、e、b、g、h（2）光路如图所示（3）n12.如图所示的圆表示一圆柱形玻璃砖的截面，o为其圆心，mn为直