高中物理 第13章 第1节光的反射和折射检测试题 新人教版选修3-4

【成才之路】-学年高中物理第13章第1节光的反射和折射检测试题新人教版选修3-4基础夯实一、选择题(1～4题为单选题，5题为多选题)1.(诸城一中～学年高二下学期检测)如图所示，国家游泳中心“水立方”的透明薄膜“外衣”上点缀了无数白色亮点，他们被称为镀点，北京奥运会举行时正值盛夏，镀点能改变光线方向，将光线挡在场馆外，镀点对外界阳光的主要作用是()A．反射太阳光线，遵循光的反射定律B．反射太阳光线，不遵循光的反射定律C．折射太阳光线，遵循光的折射定律D．折射太阳光线，不遵循光的折射定律答案：A解析：“挡在场馆外”一定是反射，只要是反射就一定遵循光的反射定律。2．如图所示，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()A．光的反射 B．光的折射C．光的直线传播 D．小孔成像答案：B解析：太阳光线进入大气层发生折射，使传播方向改变，而使人感觉太阳的位置比实际位置偏高。3．在水中的潜水员斜看岸边的物体时，看到的物体()A．比物体所处的实际位置高B．比物体所处的实际位置低C．跟物体所处的实际位置一样高D．以上三种情况都有可能答案：A解析：根据光的折射定律可知A项正确。4．一束光线从空气射向折射率为1.5的玻璃内，入射角为45°，下面光路图中正确的是()答案：C解析：光在两介质的界面上通常同时发生反射和折射，所以A错误；由反射定律和反射角为45°，根据折射定律n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)得θ1>θ2，故B错误；C正确，D错误。5．关于折射率，下列说法中正确的是()A．根据eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比B．根据eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比C．根据n＝eq\f(c,v)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，折射率与波长成反比答案：CD解析：介质的折射率是一个表明介质的光学特性的物理量，由介质本身决定，与入射角、折射角无关。由于真空中光速是个定值，故n与v成反比正确，这也说明折射率与光在该介质中的光速是有联系的，由v＝λf，当f一定时，v正比于λ。n与v成反比，故折射率与波长λ也成反比。二、非选择题6．如图所示，M、N为两个平面镜，S为一发光点，P和S点均在纸面内。由S点发出的一条光线先经平面镜M反射再射向平面镜N，经平面镜N反射后通过P点。试画出这条光线的光路。解析：根据像和物关于平面镜对称的规律，先找出S点在平面镜M中的虚像S1点，如图所示，虚像S1对于平面镜N而言相当于发光点，再找出S1在平面镜N中的虚像S2，连接S2P，交平面镜N于D2点，连接D2S1交平面镜M于D1，连接SD1，则光线SD1、D1D2、D2P即为所要作的光线。7．一半径为R的1/4球体放置在水平面上，球体由折射率为eq\r(3)的透明材料制成。现有一束位于过球心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，如图所示。已知入射光线与桌面的距离为eq\r(3)R/2。求出射角θ。答案：60°解析：设入射光线与1/4球体的交点为C，连接OC，OC即入射点的法线。因此，图中的角α为入射角。过C点作球体水平表面的垂线，垂足为B。依题意，∠OCB＝α。又由△OBC知sinα＝eq\f(\r(3),2) ①设光线在C点的折射角为β，由折射定律得eq\f(sinα,sinβ)＝eq\r(3) ②由①②式得β＝30° ③由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角γ为30°。由折射定律得eq\f(sinγ,sinθ)＝eq\f(1,\r(3)) ④因此sinθ＝eq\f(\r(3),2)，解得：θ＝60°。能力提升一、选择题(1、2题为单选题，3、4题为多选题)1．(北京西城区～学年高二下学期期末)下图是光由空气射入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气的光路图，O点是半圆形玻璃砖的圆心，下列情况可能发生的是()答案：D2．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答案：A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，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A正确，B、C、D错误。3．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eq\r(2)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光的大答案：AC解析：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均较小，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＝eq\f(sin45°,sin30°)＝eq\r(2)，故A正确，B错误。4．把用相同玻璃制成的厚度为d的正方体a和半径亦为d的半球体b，分别放在报纸上，且让半球的凸面向上。从正上方分别观察a、b中心处报纸上的字，下面的观察记录中正确的是()A．a中的字比b中的字高B．b中的字比a中的字高C．一样高D．a中的字较没有玻璃时的高，b中的字和没有玻璃时的一样答案：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。二、非选择题5．河中有条小鱼，某时刻小鱼的实际深度为H，一人从水面正上方往水中看，他感觉到的小鱼的深度为多大？(设水的折射率为n。)答案：eq\f(H,n)解析：如图所示，设小鱼在S处，从鱼反射出的光线SO垂直水面射出，光线SO1与SO间的夹角很小。因一般人的瞳孔的线度为2～3mm，θ1、θ2为一组对应的折射角和入射角，可知θ1、θ2均很小。由数学知识知：sinθ1≈tanθ1＝eq\f(OO1,h)，sinθ2≈tanθ2＝eq\f(OO1,H)由折射定律得：n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(OO1/h,OO1/H)＝eq\f(H,h)，得h＝eq\f(H,n)即他感觉到的小鱼的深度为实际深度的eq\f(1,n)，即变浅。6.如图所示，人站在距槽边D为l＝1.2m处，刚好能看到槽底的B位置，人眼距地面的高度H＝1.6m，槽中注满某种透明液体时，人刚好能看到槽底中央O点处。求：(1)液体的折射率；(2)光在该液体中的传播速度。答案：(1)1.71(2)1.75×108解析：(1)光路如图所示，sinθ1＝eq\f(l,\r(l2＋H2))＝eq\f(1.2,\r(1.22＋1.62))＝0.6设槽深为h，宽为d，则由图可知eq\f(H,l)＝eq\f(h,d)＝eq\f(4,3)所以sinθ2＝eq\f(\f(1,2)d,\r(h2＋\f(d,2)2))，解得sinθ2＝0.35所以液体的折射率为n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(0.6,0.35)＝1.71。(2)光在液体中的速度v＝eq\f(c,n)＝1.75×108m/s。7.(养正中学、安溪一中、惠安一中～学年高二下学期联考)如图所示，某透明材料制成的半球形光学元件直立放置，其直径与水平光屏垂直接触于M点，球心O与M间距离为10eq\r(3)cm。一束激光与该元件的竖直圆面成30°角射向圆心O，结果在光屏上出现间距为答案：光路图见解析；eq\r(3)解析：光屏上的两个光斑分别是激光束经光学元件反射与折射的光线形