《2022年选修3-4光的折射率练习带答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年选修3-4光的折射率练习带答案（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 第四章光的折射第 1 节光的折射定律1光从一种介质射到它与另一种介质的_时，一部分或全部光会返回到原介质的现象， 叫反射现象 发生反射现象时， 反射光线与入射光线、法线在 _内，反射光线与入射光线分别位于法线的_；反射角 _入射角这就是光的_2光从一种介质射到它与另一种介质的_时，一部分光进入另一种介质的现象，叫折射现象发生折射现象时，折射光线与入射光线、法线处在_内，折射光线与入射光线分别位于_的两侧；入射角i 的正弦与折射角r 的正弦成正比，即 _3光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的_与折射角的 _之比，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率，用符号n 表示4关于光的折射现象，说法
2、正确的是() A光的传播方向发生改变的现象叫光的折射B折射定律是托勒密发现的C人观察盛水容器的底部，发现水变浅了D若光从空气射入液体中，它的传播速度一定增大5若某一介质的折射率较大，那么() A光由空气射入该介质时折射角较大B光由空气射入该介质时折射角较小C光在该介质中的速度较大D光在该介质中的速度较小6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精选学习资料 - - - - - - - - -
3、 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 15 页2 概念规律练知识点一折射现象的定性分析1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 () 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 15 页3 A将提前B将延后C某些区域将提前，在另一些地区将延后D不变2一个人站在湖边，观察离岸一段距离的水下的一条鱼，这个人看到的鱼的位置和鱼在水下真实的位置相比较，下列说法中正确的是() A在鱼真实位置的正下方某处B在鱼真实位置上方的某处C在鱼真实位置下方偏向观察者的某处D所给条件不足，无法确定观
4、察到的鱼的位置知识点二对折射率的理解3关于折射率，下列说法正确的是()多选A根据sin isin rn 可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比B根据sin isin rn 可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比C根据 ncv可知，介质的折射率与介质中的光速成反比D同一频率的光由第一种介质进入第二种介质时，折射率与介质中波长成反比4两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1 所示的折射现象( )下列结论中正确的是()多选图 1 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
5、水对光束b 的折射率大精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 15 页4 方法技巧练折射定律的应用技巧5一半径为R 的 1/4 球体放置在水平桌面上，球体由折射率为3的透明材料制成现有一束垂直于过球心O 的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，如图2 所示已知入射光线与桌面的距离为3R/2.求出射角r. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 15 页5 图 2 6一长直杆长1.5 m，垂直立于底部平坦、水面平静无波的游泳池中，
6、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n43.) 1关于光的反射与折射，以下说法正确的是() 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 15 页6 A光发生反射时，光的传播方向一定改变B光发生反射时，光的传播方向可能偏转90C光发生折射时，一定伴随着反射现象D光发生反射时，一定伴随着折射现象2如图 3 所示为地球及其大气层，高空有侦察卫星A接收到地球表面P 处发出的光信号，则 A 感知到的发光物应在() 图 3 A图中 P 点B图中 P 点靠 M 的一侧C图中
7、 P 点靠 N 的一侧D以上位置都有可能3如图 4 所示，一玻璃柱体的横截面为半圆形细的单色光束从空气射向柱体的O 点(半圆的圆心 )，产生反射光束1 和透射光束2.已知玻璃柱的折射率为3，入射角为 45 (相应的折射角为24 )现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O 点垂直于纸面的轴线顺时针转过15 ，如图中虚线所示，则()多选图 4 A光束 1 转过 15B光束 1 转过 30C光束 2 转过的角度小于15精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 15 页7 D光束 2 转过的角度大于154一条光线以40 的入射角从真空射到平板透
8、明材料上，光的一部分被反射，一部分被折射，折射光线与反射光线的夹角可能是() A小于 40B在 50 100 之间C在 100 140 之间D大于 1405有、三种介质，光线的传播方向以及光线与介质分界面的夹角如图5 所示，由此可以判断 () 图 5 A光在介质中传播的速度最小B介质的折射率最小C光在介质中的传播速度最大D介质的折射率最大6如图 6 所示，有玻璃三棱镜ABC，顶角 A 为 30 ，一束光线垂直于AB 射入棱镜，从 AC 射出进入空气，测得出射光线与入射光线夹角为30 ，则棱镜的折射率为() 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - -
9、-第 7 页，共 15 页8 图 6 A.12B.22C.3 D.337如图 7 所示，两块相同的玻璃直角三棱镜ABC，两者的AC 面是平行放置的，在它们之间是均匀的未知透明介质一单色细光束O 垂直于AB 面入射，在图示的出射光线中() 图 7 A1、2、3(彼此平行 )中的任一条都有可能B4、5、6(彼此平行 )中的任一条都有可能C7、8、9(彼此平行 )中的任一条都有可能D1、2、3、4、5、6、7、 8、9 中的任一条都有可能8如图 8 所示，半圆玻璃砖的半径R 10 cm，折射率为n3，直径 AB 与屏幕 MN垂直并接触于A 点激光 a 以入射角r30 射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在水
10、平屏幕MN上出现两个光斑求两个光斑之间的距离L. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 15 页9 图 8 9一光线以很小的入射角i 射入一厚度为d、折射率为n 的平板玻璃， 求出射光线与入射光线之间的距离(i 很小时， sin ii， cos i1)第 1 节光的折射定律答案课前预习练1分界面同一平面两侧等于反射定律2分界面同一平面法线sin isin rn 3正弦正弦4C 5D由 nsin isin r可知， 光由空气射入介质时的折射角是由折射率n 和入射角i 共同决定的，所以A、B 均错由 ncv可知，介质的折射率越大，
11、光在该介质中的速度越小，故C错， D 正确 6C根据折射率的定义nsin isin r，在入射角相同的情况下，折射角越小的介质，其折射率越大，该介质对光线的偏折作用越大；反之，折射角越大的介质，其折射率越小，该介精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 15 页10 质对光线的偏折作用越小故C 正确 课堂探究练1B 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点时看到日出；而地球表面有大气层时，由于空气的折射率大于1，并且离地球表面越近，大气层的密度越大，折射率越大，太阳光将沿如图所示AB
12、曲线进入在B处的人眼中，使在B 处的人看到了日出但在B 处的人认为光是沿直线传播的，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，相当于日出时刻提前了，所以无大气层时日出的时间将延后 点评将大气层看成数层折射率由上到下(地球表面 )依次增大的均匀介质层叠合而成的；光由折射率较小的介质斜射向折射率较大的介质时，光线将向法线偏折以上两点即可确定光在大气中的传播情况2B 如图所示，人在岸上看离岸一段距离的水下的鱼，应是从鱼的位置发出的光(实际上是鱼的反射光)，经折射后射入人的眼睛，看到的是鱼的像把鱼看做一个发光点S，人看到的是折射光线的反向延长线交于发光点S 的右上方S点，这说明人看到的是
13、鱼的虚像，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 15 页11 且位置是偏向右上方，所以选项B 正确 点评此类题目，要根据题意画出光路图，再根据光路图解决题目中提出的问题3CD介质的折射率n 与入射角i 及折射角r 的正弦无关，即A、B 错；介质的折射率与介质的光学性质和光在介质中的速度有关，C 正确；光由一种介质进入另一种介质频率不变，由ncv真f介f真介得折射率与介质中的波长成反比，D 正确 点评折射率由介质的性质和入射光的频率共同决定(第 7 节内容 )4AC由公式 nsin isin r，可得折射率nanb，C 正确，
14、D 错误由 vcn，navb，A 正确， B 错误 点评折射率是反映介质光学性质的物理量，它是由介质的性质和入射光的频率共同决定的，同一介质对确定的单色光而言，对应的折射率一定，不同介质对同一单色光(频率一定 )的折射率一般是不相同的，折射率是用比值定义的物理量nsin isin r，其中 “i”表示光在空气中的入射角，在sin i 一定的条件下，折射率较大的介质中，光线的折射角的正弦值sin r 较小 可见，光的折射率表示在折射现象中折射光线相对于入射光线偏折程度的物理量公式 ncv表示了真空中光速c 和光在介质中的速度v 与折射率n 的关系，折射率较大的介质中，光速较小560解析设入射光线
15、与1/4 球体的交点为C，连接 OC，OC 即为入射点的法线因此，图中的角 为入射角过 C 点作球体水平表面的垂线，垂足为 B.依题意，COBi.又由 OBC知sin iBCOC32RR32，i60 .设光线在C 点的折射角为r1，由折射定律得sin isin r13，由以上两式得r130 .由几何关系知， 光线在球体的竖直表面上的入射角i1(如图 )为 30 .由折射定律得sin i1sin r113，因此 sin r32，r60 . 61.3 m 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 15 页12 解析依题意作图如图所示
16、，依据折射定律nsin isin r，得 sin rsin insin 534335，237 ，影长 s0.3tan 53 m1.2 tan 37 m0.343m1.234m1.3 m. 方法总结利用光路图解决光的折射问题的方法：(1)根据题意画出正确的光路图首先要找到入射的界面，同时准确地作出法线，再根据折射定律和入射光线画出折射光线，找到入射角和折射角，要注意入射角、 折射角是入射光线、折射光线与法线的夹角(2)利用几何关系确定光路图中的边、角关系，与折射定律nsin isin r中的各量准确对应，比如一定要确定准哪个角在分子上、哪个角在分母上(3)利用折射定律nsin isin r、折射
17、率与光速的关系ncv列方程， 结合数学三角函数的关系进行运算课后巩固练1ABC光发生反射时，光的传播方向一定改变，有人认为当入射角为0 ，也就是光线垂直界面入射时，反射角为零， 光线不改变方向，实际上光的传播方向改变180 ，选项 A正确；当入射角为45 时，反射角也为45 ，光的传播方向偏转90 ，选项 B 正确；光发生折射时，一定伴随着反射现象，而当发生全反射现象时，只有反射现象而无折射现象，选项C 正确 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 15 页13 2B由于大气层的存在，侦察卫星在A 处接收到的P 处发出的光信号
18、的光路大致如图中实线所示，由图可知选项B 正确， A、C、D 错误 3BC转动前， 光束 1(反射光线 )与入射光线间的夹角为A45 290 ，光束 2(折射光线 )与入射光线间的夹角为B45 (180 24 )201 .转动后， 反射光线与入射光线的夹角 A60 2120 ，根据折射定律，sin 60sin 3，得 30 ，则折射光线与入射光线间的夹角为B60 (180 30 )210 ，因此A AA30 ，BBB9 ，故 B、C 项正确 4C 由sin isin rn1，得折射角ri40 ，由反射定律得ii 40 ，如图所示，故折射光线与反射光线的夹角 180 i r140 r，所以 10
19、0140. 5AB由相对折射率和绝对折射率的关系可知：n1sin 45n2sin 40 n1n3而 n1sin 45sin 26n3sin2 40 ，所以 n1n3精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 15 页14 即 n2n1n3，B 项对， D 项错由 n1v1n2v2n3v3c，可知 v2v1v3，A 项对， C 项错 6C顶角 A 为 30 ，则光从AC 面射出时，在玻璃中的入射角r30 .由于出射光线和入射光线的夹角为30 ， 所以折射角i 60 .由光路可逆和折射率的定义可知nsin isin r3，C 项正确
20、7B光束射到AC 面进入未知的透明介质将发生折射，如何折射需要比较未知介质与玻璃的折射率，若未知介质折射率大于玻璃，则折射光偏离水平线向上；若未知介质折射率小于玻璃， 则折射光偏离水平线向下；还有可能是未知介质与玻璃的折射率相同，不发生折射的特殊情形 但无论是哪一种可能情形，折射光射到倒立玻璃三棱镜再次折射后一定沿原来的方向射出故4、 5、6 中的任一条都有可能，B 项对 823.1 cm 解析画出如图所示的光路图，设折射角为i，根据折射定律nsin isin r解得 i 60由几何知识得，OPQ 为直角三角形，所以两个光斑P、Q 之间的距离LPAAQ Rtan 30 Rtan 60 解得 L
21、4033cm23.1 cm 9.n 1 dni 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 15 页15 解析如图，设光线以很小的入射角i 入射到平板玻璃表面上的A 点，折射角为r，从平板玻璃另一表面上的B 点射出，设AC 为入射光线的延长线，由折射定律和几何关系可知，它与出射光线平行，过B 点作 BD AC，交 AC 于 D 点，则 BD 的长度就是出射光线与入射光线之间的距离，由折射定律得sin isin rn 由几何关系得BAD ir AB dcos r出射光线与入射光线之间的距离为BD AB sin(ir) 当入射角 i 很小时，有sin ii，sin rr，sin(ir)ir，cos r1 由此及 式得BD n1 dni 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 15 页
