《2017-2018学年教科版选修3-4 光的折射定律 第1课时 作业》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年教科版选修3-4 光的折射定律 第1课时 作业（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高二物理选修3-4 第4章第1节 光的折射定律（练习题）1、【2014北京101中学高三上学期10月阶段性考试】如图，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. 1.5C. D. 2【答案】C【解析】据题意，由于岀射光线和入射光线平行，则光线AB和光线BC关于法线B0对称，则法线与岀射光线和入射光线平行，所以ABO=30，则折射角r=OAB=30，据折射定律有：n=sin60/sin30=，所以C选项正确。2、一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。下列说法中正确的是A此介质的折射率等
2、于1.5B此介质的折射率等于C入射角小于45时可能发生全反射现象D入射角小于30时可能发生全反射现象【答案】B【解析】单色光从真空斜射入某种介质中，入射角折射角，折射率，选项A错B对。当光线从介质中射向真空时，随入射角增大折射角增大，当折射角等于时，即发生全反射，此时入射角为，则有解得，即入射角大于等于时发生全反射现象，选项CD错。考点：光的折射全反射3、水中某一深处有一点光源S，可以发出a、b两种单色光，其由水中射出水面的光路如图1所示。关于这两种单色光性质的比较，下列判断正确的是（ ）Aa光的频率比b光的小Ba光的折射率比b光的大Ca光在水中的传播速度比b光的小Da光在水中的波长比b光的小
3、【答案】A【解析】折射率越大，偏转能力越强，结合图像可判断偏折的多，即的折射率大，选项B错。根据折射率，折射率越大，介质中传播速度越小，所以a光在水中的传播速度比b光的大，选项C错。频率高的光折射率大，所以光频率高，选项A对。根据波长，在水中a的传播速度大，频率低，所以a在水中波长比b的长，选项D错。 4、(4分)某同学在测定一厚度均匀的圆柱形玻璃的折射率时，先在白纸上作一与圆柱横截面相同的圆，圆心为0。将圆柱形玻璃的底面与圆重合放在白纸上。在圆柱形玻璃一侧适当位置竖直插两枚大头针P1和P2，在另一侧适当位置先后插两枚大头针P3和P4，先使P3能够挡住P2、P1的像，再插大头针P4时，使P4能
4、够档住P3和P2,P1的像。移去圆柱形玻璃和大头针后,得图7所示的痕迹。图中已画出P1P2的入射光线，请在图中补画出完整的光路图，并标出光从玻璃射入 空气的入射角1和折射角2。用入射角1和折射角2表示玻璃折射率的表达式为n=_。【答案】（1）见下图（2） OP1图6答案P2P4P312【解析】（1）连接P1、P2表示入射光线，连接P3、P4表示出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点，即为折射光线，作出光路图如图（2）根据折射定律得，折射率n=5、在做“测定玻璃的折射率”的实验中，先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在另一侧透过玻璃砖观察，插上大头针P3、P4，使P3挡
5、住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像。如图所示，aa 和bb 分别是玻璃砖与空气的两个界面，用“+”表示大头针的位置。图中AO表示经过大头针P1和P2的光线，该光线与界面aa 交于O点，MN表示法线。 请将光路图画完整，并在图中标出光线进入玻璃砖发生折射现象的入射角1和折射角2；该玻璃砖的折射率可表示为n_。（用1和2表示）【答案】光路图如下图所示【解析】使P3挡住P1、P2的像，即P3和P1、P2在同一条光线上，同理P4和P1、P2在同一条光线上，即四个大头针在同一条光线上，所以可得到玻璃砖的入射光为P1、P2的连线，出射光为P3、P4的连线，从而找到玻璃砖的入射点和出射点，也就找
6、到了光在玻璃砖里面的传播路径，即从空气到玻璃砖的折射光线。过入射点做法线，入射光和法线夹角为入射角，折射光和法线夹角为折射角，如答案所示。折射率为空气到玻璃砖的入射角正弦值和折射角正弦值的比值即。6、如图所示为直角三棱镜的截面图，一条光线平行于BC边入射，经棱镜折射后从AC边射出已知A=60，求：棱镜材料的折射率n；光在棱镜中的传播速度v（真空中光速为c）【答案】；【解析】作出完整的光路如图，根据几何关系可知，所以，根据折射定律有因，为，所以，故，在根据折射定律光在棱镜中的传播速度。7、某种透明物质的直角三棱镜，其横截面如图所示。A=30o，AB边长为L，O为AB边中点。一条光线从O点垂直于A
7、B面入射，接着入射光线绕O点逆时针旋转，入射角由00逐渐增大，达到某一值时，观察到AC面恰好无光线射出，而在BC面有光线垂直BC射出。求(i)该三棱镜折射率n；(ii)入射光线逆时针旋转到与法线成450过程中，AC边有光线折射出的区域的长度。【答案】（1）（2）【解析】（1）由题意可知，光线射向AC面恰好发生全反射，反射光线垂直BC面射出，光路图如图：透明物体的临界角为C，解得（2）射向AC面的光线恰好发生全反射，光从AB面入射，入射角，折射角由解得当光线垂直与AB面入射时，从AC面D点折射出；当光线以从AB面入射，在棱镜内沿OE射到AC面E点，恰好发生全反射，继续增大入射角，射到AC面折射出
8、光的区域为DE段 8、如图所示，折射率n=的半圆形玻璃砖半径R=20cm，屏幕MN与玻璃砖的直径AB垂直，A点刚好与屏幕接触，激光束a以入射角i=30射向玻璃砖的圆心O点，在屏幕上形成两个光斑，求这两个光斑之间的距离【答案】m【解析】激光a射向半圆玻璃砖的圆心O，在AB面上产生了折射和反射，结果在水平屏幕MN上出现两个光斑，作出光路图根据折射定律求出折射角根据反射定律求出反射角，由几何知识求出两个光斑之间的距离L解：作出光路如图所示，折射光线为OC，由折射定律有=n解得折射角 =60两个光斑CD间距离 L=R（tan60+tan30）=m答：这两个光斑之间的距离为m【点评】通过考查了折射定律和
9、反射定律的基本运用，关键要作出光路图，运用数学几何知识结合解答9、为从军事工事内部观察外面的目标，在工事壁上开一长方形孔，如图所示。设工事壁厚d=，孔的宽度L=20cm，孔内嵌入折射率n=的玻璃砖。嵌入玻璃砖后，工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少：（注：最大张角是指左右两边边缘的入射光线所形成的夹角）要想使外界180范围内的景物全被观察到，应嵌入多大折射率的玻璃砖？【答案】【解析】（1）光路图如图所示，由几何关系得，得由折射定律得。则得，解得，则视野的最大张角为（2）为使外界180范围内的景物全被观察到，则当时，应是光线在该玻璃砖中的临界角，即，解得玻璃砖的折射率应为考点：考查了光的
10、折射，全反射【名师点睛】嵌入玻璃砖后，要使工事内部人员观察到外界的视野张角的最大，必须在玻璃砖的下部一侧观察，画出光路图，由几何知识求出最大的折射角，由折射定律求得最大的入射角，即可求得最大的张角为使外界180范围内的景物全被观察到，入射角达到90，折射角就等于临界角，得到临界角，由再求得折射率n10、如图所示，一个横截面为直角三角形的三棱镜，A=30，C=90，一束与BC面成=45的光线从BC面的中点射入三棱镜，最后从三棱镜的另一面射出不考虑光线在AB面的反射情况已知三棱镜对该光的折射率n=求：光线经BC面的折射角光线在AB面的入射角【答案】光线经BC面的折射角是30光线在AB面的入射角是3
11、0【解析】利用公式折射定律和全反射定律，求出光在介质中发生全反射的临界角C，结合几何关系，运用折射定律求出从AB边射出光线与AB边的夹角解：（1）设光线进入三棱镜后，其折射角为r，根据折射定律，有sinr=nsin45=则r=30，即折射光线平行于AB面，（2）光线在AC面上的入射角为60，由sin C=可知三棱镜发生全反射的临界角C=45因此，光线在AC面上将发生全反射，如图所示：光线反射到AB面，由几何关系可知，其入射角为30答：光线经BC面的折射角是30光线在AB面的入射角是30【点评】解决本题的关键是画出光路图，运用折射定律和几何关系进行求解，注意入射角是否达到或超过临界角11、如图所
12、示，一等腰直角三棱镜放在真空中，斜边BC长度为d，一束单色光以60的入射角从AB侧门中点D入射，折射后从侧面AC射出，不考虑光在AC面的反射。已知三棱镜的折射率，单色光在真空中的光速为c，求此单色光通过三棱镜的时间？【答案】【解析】单色光在AB面上发生折射，光路图如图，根据折射定律得：，代入数据解得：，DEBC，而且，光在三棱镜传播的速度为：，所以此单色光通过三棱镜的时间为：考点：考查了光的折射【名师点睛】在分析几何光学时，一般步骤是，先画出光的传播路径，然后根据几何知识，结合光的折射定律，全反射定律，列式求解12、如图所示，由某种透明物质制成的直角三棱镜ABC，折射率为n，角A等于30当一细
13、束光线在纸面内从O点射入棱镜，光线与AB面问的垂线夹角为时，此时恰好无光线从AC面射出，有光线垂直于BC面从棱镜射出，求：该透明物质的折射率n光线与AB面垂线间的夹角（结果可以用夹角的三角函数表示）【答案】该透明物质的折射率n为光线与AB面垂线间的夹角的正弦为【解析】由题，无光线从AC面射出，光线射向AC面的恰好发生全反射，根据几何知识求出临界角，由临界角公式求出折射率由几何知识得到光线在AB面上折射角，根据折射定律求出光线与AB面垂线间的夹角解：由题意可知，光线射向AC面的恰好发生全反射，反射光线垂直于BC面从棱镜射出，作出光路图如图所示设该透明物质的临界角为C，由几何关系可知C=2=1=60由sinC=得，n=由几何关系r=30，由折射定律n=得：sin=nsinr=sin30=答：该透明物质的折射率n为光线与AB面垂线间的夹角的正弦为
