2024-2025学年高中物理第四章光的折射1光的折射定律课时评价含解析教科版选修3-4

PAGE7-光的折射定律(40分钟100分)一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)1.(2024·巴中高二检测)一束光由空气射入某介质,当入射光线和界面的夹角为30°时,折射光线恰好与反射光线垂直,则光在该介质中的传播速度是 ()A.B.C.cD.c【解析】选D。光路如题图所示。依据折射定律得介质的折射率n==,由n=得光在介质中的传播速度v==c。故选D。2.如图所示,一条光线通过一个在水中的球形空气泡,下列哪一条表示出射光线的路径 ()A.光线1 B.光线2C.光线3 D.光线4【解析】选A。光先从水进入空气泡中,由折射定律可知折射角应大于入射角;然后又从空气射入水中,折射角应小于入射角。综上所述,只有光线1符合要求,故选项A正确。3.如图所示画的是光线由空气进入玻璃棱镜、再由棱镜射入空气的一条光路图。指出哪种状况是可能发生的 ()【解析】选A。当光线与界面垂直时,入射角等于折射角,均为0°,故B项不行能发生;再由空气中的夹角大于介质中的夹角,C、D两项中其次次折射均不行能发生;只有A项中第一次折射时,入射角等于折射角,均为0°,其次次折射时空气中的夹角大于介质中的夹角,故选A。4.如图所示,一束可见光穿过平行玻璃砖后,变为a、b两束单色光。假如光束b是蓝光,则光束a可能是 ()A.红光B.黄光C.绿光D.紫光【解析】选D。a、b两束单色光穿过平行玻璃砖后,a单色光的侧移量更大,所以a单色光比b单色光的折射率更大,a单色光比b单色光的频率大,因为b单色光为蓝光,所以a单色光可能为紫光,D选项正确。5.(多选)一束白光通过三棱镜后发生了色散现象,如图所示。下列说法正确的是 ()A.玻璃对红光的折射率最小,红光的偏折角最小B.玻璃对紫光的折射率最小,紫光的偏折角最小C.黄光在玻璃中的传播速度比紫光大D.屏幕上各色光由下到上的排列依次为:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫【解析】选A、C。试验表明:玻璃对红光的折射率最小,红光的偏折角最小,A对,B错;依据v=知,C正确;屏幕上各色光由上到下的排列依次为:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,D错。【总结提升】折射现象中的两条规律(1)同一种介质对不同色光的折射率不同,对红光的折射率最小,偏折角最小;对紫光的折射率最大,偏折角最大。(2)由n=可知,各种色光在同一种介质中的传播速度不同,红光速度最大,紫光速度最小。6.(多选)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【解析】选A、C。由于a光的偏折程度比b光的小,可知a光在玻璃中的折射率较小,则a光在玻璃中的传播速度较大,故选项C正确,选项D错误;依据折射定律,a光在玻璃中的折射率n==,故选项A正确,选项B错误。二、非选择题(24分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位。)7.有一缸壁厚度不计、半径R1=0.7m的圆柱形不透光的水缸,装有一部分水,水面安静,缸口到水面的距离h1=0.3m。点光源S在缸底圆心处,在水面上有一遮光薄圆盘,圆盘圆心始终保持在光源S的正上方,圆盘半径R2=0.3m,人刚好能在水缸口边缘看到光源S的折射光。已知水的折射率n=【解析】如图所示,设从遮光薄圆盘的边缘射出的光的入射角为i,折射角为r,则tanr=解得:tanr=所以sinr=0.8由=n解得:sini=0.6所以tani=又tani=解得:h2=0.4答案:0.4【总结提升】折射问题的四点留意(1)依据题意画出正确的光路图。(2)利用几何关系确定光路中的边、角关系,要留意入射角、折射角的确定。(3)利用反射定律、折射定律求解。(4)留意光路可逆性、对称性的应用。8.(7分)(多选)如图所示,一束光线从空气射入某介质,入射光线与反射光线的夹角为90°,折射光线与入射光线延长线间夹角为15°,则 ()A.折射角为30°B.介质的折射率为C.介质的折射率为2D.光在介质中的速度为1.5×108【解析】选A、B。入射光线与反射光线夹角为90°,故入射角i=45°,折射光线与入射光线延长线间夹角为15°,则折射角r=30°,故选项A正确;依据折射率公式有n===,故选项B正确,选项C错误;在介质中的速度v==2.12×108m/s,故选项D错误。9.(7分)现在高速马路上的标记牌都用“回来反光膜”制成,夜间行车时,它能把车灯射出的光逆向返回,标记牌上的字特殊醒目。这种“回来反光膜”是用球体反射元件制成的,如图所示,反光膜内匀称分布着直径为10μm的细玻璃珠,所用玻璃的折射率为,为使入射的车灯光线经玻璃珠折射→反射→再折射后恰好和入射光线平行,那么第一次入射的入射角应是 ()A.15°B.30°C.45°D.60°【解析】选D。作光路图如图所示,设入射角为θ,折射角为α,则θ=2α,n==,cosα==,α=30°,所以,θ=60°,故选项D正确。10.(13分)棱长为d的正方体透亮介质置于真空中,其横截面ABCD如图所示。有两束平行光Ⅰ、Ⅱ分别从上表面的A点和AB的中点沿与水平方向成30°角的方向,同时斜射入介质中,两种光在界面上折射后恰好相交于正方体底面的C点处。已知真空中光速为c,求:(1)介质对光Ⅰ、Ⅱ的折射率。(2)光Ⅰ、Ⅱ到达C点的时间差。【解析】(1)由题可知,光线Ⅰ、Ⅱ在空气中入射角为θ=60°,作出光线Ⅰ、Ⅱ在介质中的光路图如图;依据几何关系可知,光线Ⅰ在介质中的折射角为θ1=45°,光线Ⅱ在介质中的折射角的正弦值为sinθ2==由折射定律:n=解得n1==,n2==(2)由介质中光速:v=可得光线Ⅰ、Ⅱ在介质中的速度分别为:v1=,v2=,则有:Δt=-解得Δt=答案:(1)(2)11.(13分)利用半圆柱形玻璃,可减小激光光束的发