2012高中物理 13.1光的反射和折射4每课一练 新人教版选修3-4

用心 爱心 专心1 13 113 1 光的反射和折射光的反射和折射 同步练习同步练习 8 8 1 如图 13 1 所示 落山的太阳看上去正好在地平线上 但实际上太阳已处于地平线 以下 观察者的视觉误差大小取决于当地大气的状况 造成这种现象的原因是 图 13 1 A 光的反射 B 光的折射 C 光的直线传播 D 小孔成像 解析 光经过大气层 其空气分布不均匀 而折射率不同 光发生折射现象使光传播 方向发生改变所致 答案 B 2 光从某种介质中射入空气中 入射角 1从零开始增大时 折射角 2也随之增大 下列说法正确的是 A 比值不变 1 2 B 比值不变 sin 1 sin 2 C 比值是一个大于 1 的常数 sin 1 sin 2 D 比值是一个小于 1 的常数 sin 1 sin 2 解析 根据折射定律 光由一种介质进入另一种介质中 常数 可知 B 正确 sin 1 sin 2 由光路的可逆定理可知 n 且n 1 故 1 D 正确 sin 2 sin 1 sin 1 sin 2 1 n 答案 B D 3 如图 13 4 所示 两块同样的玻璃直角三棱镜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 用心 爱心 专心2 A 1 2 3 彼此平行 中的任一条都有可能 B 4 5 6 彼此平行 中的任一条都有可能 C 7 8 9 彼此平行 中的任一条都有可能 D 只能是 4 6 中的某一条 解析 光线由左边三棱镜AB面射入棱镜 不改变方向 接着将穿过两三棱镜间的未知 透明介质进入右边的三棱镜 由于透明介质的两表面是平行的 因此它的光学特性相当于 一块两面平行的玻璃砖 能使光线发生平行侧移 只是因为它两边的介质不是真空 而是 折射率未知的玻璃 因此是否侧移以及侧移的方向无法确定 若未知介质的折射率n与玻璃 折射率n玻相等 不偏移 若n n玻时 向上侧移 若n n玻时 向下侧移 但至少可以 确定方向没变 仍然与棱镜的AB面垂直 这样光线由右边三棱镜AB面射出棱镜时 不改 变方向 应为 4 5 6 中的任意一条 选项 B 正确 答案 B 4 为了观察门外情况 有人在门上开一小圆孔 将一块圆柱形玻璃嵌入其中 圆柱体 轴线与门面垂直 如图 13 6 所示 从圆柱底面中心看出去 可以看到的门外入射光线与 轴线间的最大夹角称作视场角 已知该玻璃的折射率为n 圆柱长为l 底面半径为r 则 视场角是 A arcsin nl r2 l2 B arcsin nr r2 l2 C arcsin r r2 l2 D arcsin l n r2 l2 用心 爱心 专心3 解析 如图光路所示 依题意可得 sin 由n 得i arcsin nsin arcsin r r2 l2 sini sin nr r2 l2 答案 B 5 如图 13 8 甲 所示 将筷子竖直插入玻璃杯内 从俯视图中的P点沿水平方向看 到的应该是图 13 8 乙 中的哪个图形 解析 筷子在水中部分反射的光到达P点后折射 如图所示 筷子的上半部分偏左 下半部分更偏左 且更粗 答案 D 6 一束光线射到一个玻璃球上 如图 13 10 所示 该玻璃球的折射率是 光线的 3 入射角是 60 求该束光线射入玻璃球后第一次从玻璃球射出的方向 解析 光线射入玻璃球后第一次从玻璃射出的光路如图所示 由折射定律得 n sini1 sinr1 sini2 sinr2 1 n 因 AOB为等腰三角形 则i2 r1 由几何关系知 r1 1 60 i2 2 r2 又由图知 3 是出射光线相对于入射光线的偏折角 且 3 1 2 联立以上各 式解得 3 60 即第一次从玻璃射出的光线与入射光线的夹角为 60 答案 与入射方向成 60 角 用心 爱心 专心4 7 在折射率为n 厚度为d的玻璃平板上方的空气中有一点光源S 从S发出的 光线SA以入射角 入射到玻璃板上表面 经过玻璃板后从下表面射出 如图 13 12 所示 若沿此光线传播的光从光源到玻璃板上表面的传播时间与在玻璃板中 的传播时间相等 点光源S到玻璃板上表面的垂直距离l应是多少 解析 设光线在玻璃中的折射角为r 则光线从S到玻璃板上表面的传播距离 l1 光线从S到玻璃板上表面的传播时间t1 其中c表示空气中的 l cos l ccos 光速 光线在玻璃板中的传播距离l2 d cosr 光线在玻璃板中的传播时间t2 nd ccosr 据题意有nd cosr l cos 由折射定律 sin nsinr 解得l d ncos 1 1 n2sin2 n2dcos n2 sin2 答案 n2dcos n2 sin2 8 如图 13 13 所示 有一截面是直角三角形的棱镜ABC A 30 它对红光的折射率为n1 对紫光的折射率为n2 在距AC边d处有一与AC 平行的光屏 现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB边射入棱镜 求 1 红光和紫光在棱镜中的传播速度比为多少 2 若两种光都能从AC面射出 求在光屏MN上两光点间的距离 解析 1 v红 c n1 v紫 c n2 所以v红 v紫 n2 n1 2 如图所示 由折射定律知