4.1光的折射　课时作业 -2022-2023学年高二上学期物理人教版2019选择性必修第一册（解析版）

人教版高中物理选择性必修第一册课时作业1光的折射一、单项选择题1、关于光的折射及折射率的说法，下列正确的是()A．光由一种介质进入另一种介质时，光的传播方向一定发生改变B．放入盛水的碗中的筷子，看起来像折了一样，是光的折射C．光由水射入空气中，折射角小于入射角D．光在折射率大的介质中传播速度大2、如图所示,在水面下同一深度并排紧挨着放置分别能发出红光、黄光、蓝光和紫光的四个灯泡,一人站在这四盏灯斜上方离水面一定距离处观察,他感觉离水面最近的那盏灯发出的光是()A.红光B.黄光C.蓝光D.紫光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4、如图所示，一束光从真空射向某种介质时，下列说法正确的是()A．根据n＝eq\f(sini,sinr)可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比B．根据n＝eq\f(sini,sinr)可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比C．不同色光在该介质中的折射率不同D．不同色光在该介质中的传播速度相同5、两束同色细平行光相距为d，从空气中互相平行地斜射到梯形玻璃砖的上表面，如图所示，当它们从玻璃砖的下表面垂直射出后，有()A．两束光平行，距离为dB．两束光平行，距离大于dC．两束光平行，距离小于dD．两束光不平行，两射出点的距离为d6、如图所示,光在真空和某介质的界面MN上发生折射,由图可知()A.光是从真空射入介质的B.介质的折射率为3C.介质的折射率为3D.反射光线与折射光线的夹角为60°7、如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气，当出射角i′和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ，已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为()A．eq\f(sin\f(α＋θ,2),sin\f(α,2))B．eq\f(sin\f(α＋θ,2),sin\f(θ,2))C．eq\f(sinθ,sinθ－\f(α,2))D．eq\f(sinα,sinα－\f(θ,2))8、两束相同频率的平行光线A1、A2,由真空射向某种介质,入射角为53°,C1和C2为入射点。已知在真空中两光线A1、A2之间的距离为0.6m,在介质中两折射光线B1、B2之间的距离为0.8m。则这种介质的折射率是()A.43B.C.32D.二、多项选择题9、下列说法不正确的是()A.光从一种介质进入另一种介质时,一定会发生偏折B.光从空气进入其他介质时,折射角大于入射角C.光从空气进入其他介质时,速度要减小D.折射是指光的传播方向发生改变的现象10、如图所示，把由同种材料(玻璃)制成的厚度为d的立方体A和半径为d的半球体B分别放在报纸上，从正上方(对B来说是最高点)竖直向下分别观察A、B中心处报纸上的字，下面的说法正确的是()A．看到A中的字比B中的字高B．看到B中的字比A中的字高C．看到A、B中的字一样高D．A中的字比没有玻璃时的高，B中的字和没有玻璃时的一样11、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．设玻璃对a、b的折射率分别为na和nb，a、b在玻璃中的传播速度分别为va和vb，则()A．na>nbB．na<nbC．va>vbD．va<vb12、根据图中的漫画，判断下列说法中正确的是()A．人看到的是鱼的实像，位置变浅了些B．人看到的是鱼的虚像，位置变浅了些C．鱼看到的是人的实像，位置偏低了些D．鱼看到的是人的虚像，位置偏高了些13、如图所示,OBCD为半圆柱体玻璃砖的横截面,OD为直径,一束由紫光和红光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃,分成OB、OC两束光,则()A.光束OB是红光B.紫光在真空中的波长比红光在真空中的波长小C.紫光在玻璃中的频率比红光在玻璃中的频率小D.两束光分别在OB、OC段传播时所用的时间相等三、非选择题14、用“插针法”测定透明半圆柱形玻璃砖的折射率,O为玻璃砖截面的圆心,使入射光线跟玻璃砖的平面垂直,下面4个图中P1、P2、P3和P4是4个学生实验时插针的结果。(1)在这4个图中,肯定把针插错了的是。(2)在这4个图中,可以比较准确地测出玻璃砖的折射率的是,计算折射率的公式是。(对右侧面用θ1表示入射角,θ2表示折射角)15、如图所示,一个学生用广口瓶和刻度尺测定水的折射率,填写下述实验步骤中的空白。(1)用游标卡尺测出广口瓶瓶口内径d。(2)在瓶内装满水。(3)将刻度尺沿瓶口边缘插入水中。(4)沿广口瓶边缘向水中刻度尺正面看去,若恰能看到刻度尺的0刻度线(即图中A点),同时看到水面上B刻度线的像B'恰与A点的像重合,如图。(5)若水面恰与刻度尺的C刻度线相平,读出和的长度。(6)由题中所给条件,可以计算水的折射率为。16、光以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。(真空中的光速c=3.0×108m/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。17、如图所示的装置可以测量棱镜的折射率。ABC表示待测直角棱镜的横截面，棱镜的顶角为α，紧贴直角边AC放置一块平面镜。一光线SO射到棱镜的AB面上，适当调整SO的方向，当SO与AB成β角时，从AB面射出的光线与SO重合。(1)画出光线SO进入棱镜的折射光线；(2)求出棱镜的折射率n。18、如图所示,截面半径为R的半圆柱形玻璃砖,其中AB⊥OQ,P为OQ上一点,OP=3R,从P点和Q点分别发射出两束不同的光线PM和QN,经玻璃砖折射后均与OQ平行射出,已知玻璃砖对QN光线的折射率为43,PM、QN照到玻璃半圆面上的入射角不同,光线PM以60°入射角进入玻璃,光线QN以53°入射角进入玻璃,已知sin53°=0.8,求(1)玻璃砖对PM光线的折射率;(2)两条出射光线间的距离。答案与解析1、B解析：若光从一种介质垂直进入另一种介质，则不发生偏折，故A错误；放入盛水的碗中的筷子，看起来像折了一样，是光的折射，故B正确；光由水射入空气中，折射角大于入射角，故C错误；根据光在介质中的传播速度v＝eq\f(c,n)，可知光在折射率大的介质中传播速度小，故D错误2、D解析：光线从水中射向空气发生折射时,折射角大于入射角,所以水面上方的人看水中的灯觉得其位置变浅。水对紫光的折射率最大,入射角相同时,紫光的折射角最大,水面上方的人感觉紫光灯离水面最近,故选D。3、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。水井中的青蛙相当枯井中离开井底一定高度的青蛙，枯井中青蛙的视角α比水井中青蛙的视角γ要大，所以枯井中青蛙觉得井口大些；而看到井口外的范围是两条实线所示光线的范围内，看向井口和天空β>α，所以水井中的青蛙可看到更多的星星，故选项B正确，A、C、D错误。4、C解析：介质的折射率是由介质的材料决定的，与折射角和入射角无关，故A、B错误；不同色光在该介质中的折射率不同，根据v＝eq\f(c,n)可知，不同色光在该介质中的传播速度不相同，故C正确，D错误．5、B解析：光线穿过玻璃砖，经过两次折射，根据光路的可逆性，射出的光线与射入的光线平行，所以两束光穿过玻璃砖后依旧平行，玻璃砖对两束光的折射率是相同的，由于玻璃砖是梯形的，由图像可知MP>NQ，所以在玻璃砖内发生折射的两束光线中，a比b向左偏离程度更大，两光线远离，两者射出光线的距离变大，故A、C、D错误，B正确．6、C解析：由题图可知,光线的入射角为30°,折射角为90°-30°=60°,知光线从介质进入真空,故A错误;根据折射定律得介质的折射率n=sin60°sin30°=3,故B错误,C正确;反射角等于入射角,则反射光线与界面的夹角为60°,故反射光线与折射光线的夹角为90°,D7、A解析：由折射定律可知，n＝eq\f(sini,sinβ)；因入射角和出射角相等，即i＝i′故由几何关系可知，β＝eq\f(α,2)；i＝eq\f(θ,2)＋β＝eq\f(θ＋α,2)；故折射率n＝eq\f(sin\f(α＋θ,2),sin\f(α,2))；故选A。8、A解析：设光线的入射角为α,折射角为β,C1C2=L,由题知α=53°,则cosα=d1L=0.6mL,cosβ=d2L=0.8mL,由光的折射定律可知sinαsin9、ABD解析：光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生变化,当垂直入射时,传播方向不改变,A错误;当光从空气斜射入其他介质时,折射角小于入射角,B错误;根据v=cn,可知光从空气进入其他介质时,速度要减小,C正确;光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生变化,这是光的折射现象,光在同一均匀介质中传播方向发生改变的现象是反射,故D10、AD解析：如图所示，放在B中的字反射的光线经半球体向外传播时，传播方向不变，故人看到字的位置是字的真实位置。而放在A中的字经折射，人看到的位置比真实位置要高。11、AD解析：由题图知折射角ra<rb，而n＝eq\f(sini,sinr)，入射角i相同，所以na>nb，故A正确；由折射率n＝eq\f(c,v)知va<vb，故D正确．12、BD解析：人看鱼的光路如图甲所示，因入射角i小于折射角r，则人将看到鱼的虚像，且位置比实际情况变浅了些，B正确；鱼看到人的光路如图乙所示，因入射角i大于折射角r，则鱼将看到人的虚像，且比实际位置要高，D正确．13、BD解析：由于在玻璃中OB光的偏折程度比OC光的大,所以OB光的折射率大,可知光束OB是紫光,OC是红光,故A错误。由于紫光的频率比红光的大,由c=λf可知紫光在真空中的波长比红光在真空中的波长小,故B正确。紫光在真空中的频率比红光在真空中的频率大,光束在真空中与在玻璃中频率相同,则紫光在玻璃中的频率比红光在玻璃中的频率大,故C错误。光路图如图中实线所示:设任一光线的入射角为i,折射角为r,在玻璃中传播的路程是s,半圆柱横截面半径为R。光在玻璃中的传播速度为v=cn,由几何知识得s=2Rcos(90°-r)=2Rsinr,则光在玻璃中传播时间为t=sv=2Rsinrcn=2Rnsinrc,由折射定律得nsinr=sini,则t=2Rsinic;由题图知,紫光和红光的入射角i14、答案：(1)A(2)Dn=sin解析：(1)将P1、P2连线看作入射光线,P3、P4连线看作出射光线,题图A中,光线从玻璃砖射出后肯定会发生偏折,图中的针肯定插错了。(2)要比较准确地测定折射率,折射角不能太大,也不能太小,更不能为零,所以能比较准确地测定玻璃砖的折射率的为D;计算折射率的公式是n=sinθ15、答案：(3)竖直(5)ACAB(或BC)(6)d2+AC解析：(3)将刻度尺沿瓶口边缘竖直插入水中。(5)若水面恰与刻度尺的C刻度线相平,读出AC和AB(或BC)的长度。(6)设从A点发出的光线射到广口瓶边缘水面处的入射角为i,折射角为r,根据数学知识可知sini=dd2+A水的折射率为n=sin根据对称性有B'C=BC=AB-AC联立得n=d216、答案：(1)图见解析(2)31.7×108m/s(3)arcsin6(4)不变化,理由见解析解析：(1)由题意知,入射角θ1=60°,则反射角β=60°,折射角θ2=180°-60°-90°=30°,故折射光路图如图所示。(2)玻璃的折射率n=sinθ1sinθ根据n=cv得v=cn=3.0×1083m/s≈(3)根据n=sinθ1sinθ2得sin将sinθ1=sin45°=22及n=3代入上式,可求得sinθ2=解得θ2=arcsin66(4)折射率反映介质的光学特性,其大小由介质本身决定,而跟入射角的大小无关。17、答案：(1)见解析