新教材2024-2025学年高中物理第4章光1光的折射分层作业新人教版选择性必修第一册

光的折射A级必备学问基础练1.(多选)光从某介质射入空气,入射角θ1从零起先增大到某一值的过程中,折射角θ2也随之增大,则下列说法正确的是()A.比值θ1B.比值sinθC.比值sinθD.比值sinθ2.光线由空气射向某介质,当入射角为i时,折射光线与反射光线正好垂直,那么这种介质的折射率和光在该介质中的速度分别为()A.n=sini,v=c·sini B.n=tani,v=c·taniC.n=tani,v=ctani D.n=cosi,3.(2024湖南衡阳期末)一个镇纸(压纸用的)是用玻璃做成的,其横截面是一个如图所示的直角三角形,其中∠C=30°。同学们用它做了一个光学试验:在镇纸的AC边上用黑墨标记了一个O点,然后让一束单色光从O点斜射入镇纸内,当入射光与AC边的夹角为45°时,光线进入镇纸后能到达BC边上的某处,且没有光从BC边射出,光线经BC反射后又垂直于AB边射出,则镇纸对该单色光的折射率为()A.3 B.2 C.1.5 D.64.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3,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°5.(多选)(2024山东滨州期末)半圆柱体玻璃的横截面如图所示,MD为直径,O为截面圆心,一束由紫光和红光组成的复色光,沿AM方向从真空射入玻璃,紫光、红光分别照耀到B、C两点,∠MOB=60°,∠MOC=90°,玻璃对紫光、红光的折射率分别为nB、nC,此过程中紫光、红光在玻璃中传播的时间分别为tB、tC,下列推断正确的是()A.nB∶nC=1∶2 B.nB∶nC=2∶1C.tB∶tC=2∶1 D.tB∶tC=1∶16.如图所示,一根竖直插入水中的杆AB,在水中部分长1.0m,露出水面部分长0.3m,已知水的折射率为43,则当阳光与水平面成37°时,杆AB在水下的影长为多少?sin37°=35,cos37°=47.如图所示为一个半径为R的透亮介质球体,M、N两点在一条直线上关于球心O对称,与球心的距离均为85R,一细束单色光从M点射向透亮介质球体,从P点射入,穿过球体后到达N点。PA垂直于MN,且PA=35R,设光在真空(空气)中传播的速度为c。已知sin37°=35,cos37°=45(1)介质球的折射率;(2)光从M点射出后到达N点所用的时间。B级关键实力提升练8.为了视察门外状况,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,如图所示。从圆柱底面中心看出去,可以看到门外入射光线与轴线间的最大夹角称为视场角。已知该玻璃的折射率为n,圆柱长为l,底面半径为r,则视场角的正弦是()A.nlr2C.rr29.(多选)(2024浙江金华高二期中)将一根筷子竖直插入装有水的玻璃杯中,从水平方向拍摄的照片如图甲所示,浸在水中的这段筷子产生了侧移,而且变粗了。乙图为筷子在玻璃杯中的俯视图,O为圆心,P为筷子在水中的位置,以下说法正确的是()A.筷子侧移是因为光的折射现象,变粗是因为凸透镜的放大现象B.若将筷子平移到圆心O点,筷子不会侧移但会放大C.若沿虚线方向视察插入在O点处的筷子,看到水中的筷子位置与实际位置相同D.若沿虚线方向视察插入在P点处的筷子,看到水中的筷子位置与实际位置相同10.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11.(2024河北廊坊一中高二模拟)如图所示,有一救生员面对泳池坐在池边的高凳上,他的眼睛到地面的高度为H0=1.8m,眼睛距离池边缘的水平距离为d=2.4m,当泳池注满水时,水深度可达H1=2.0m,此时救生员可视察到池底离池边缘最近的点为P,P点到池边缘的水平距离为x1=1.5m,水池边缘与PO之间的范围为“视线盲区”。(1)求水的折射率;(2)若水池并未注满水,水深仅为H2=1.8m时,求救生员可视察到池底离池边缘的最近点到池边缘的水平距离x2为多少(结果保留三位有效数字);若水位降低时,该距离是增大还是减小;要减小“视线盲区”,救生员的凳子应当调高些还是矮些?12.如图所示,两面平行的玻璃砖下表面涂有反射物质,一束与上表面成30°角入射的光线,在右端垂直标尺上形成了A、B两个光斑,A、B间距为4cm,已知玻璃砖的折射率为3。(1)画出形成两光斑的光路图;(2)求此玻璃砖的厚度d。

参考答案光的折射1.BD因折射率不变,可知sinθ1sinθ2.C由于折射光线与反射光线正好垂直,所以折射角r=90°-i,则n=sinisinr=sinisin(90°-3.B依据题意,光路图如图所示,由几何关系可得,光线在O点斜射入镇纸内的折射角为θ=180°-90°-2×30°=30°,故镇纸对该单色光的折射率为n=sin45°4.D作光路图如图所示,设入射角为θ,折射角为α,则θ=2α,n=sinθsinα=2sinαcosα5.BD紫光、红光的入射角相同,折射角分别是θB=90°-60°=30°,θC=45°,则nB∶nC=sinθCsinθB=sin45°sin30°=2∶1,选项B正确;紫光、红光在玻璃中的路程分别是sMB=R,sMC=2R,依据v=cn可知,紫光、红光的传播速度vB∶vC=nCn6.答案1.15m解析光路如图所示由题意可得入射角为53°由折射定律sinθsin53则θ2=37°,由几何关系得影长s=0.3m·tan53°+1m·tan37°=1.15m。7.答案(1)85(2)解析(1)依据题意画出光路图如图所示依据几何学问有AO2=R2-PA2解得AO=45又因为MO=85所以有AO=AM,α=θ,β=α+θ因为sinα=sinθ=3所以sinβ=sin(α+θ)=24依据折射定律有n=sinβ(2)光在介质中的传播速度为v=cn光在介质外传播的时间为t1=2光在介质中传播的时间为t2=l所以光从M点射出后到达N点所用的时间为t=t1+t2=114R8.B光路图如图所示。n=sinisinα所以sini=nsinα=nrr9.ABC筷子侧移是因为光的折射现象,变粗是因为杯壁是一个曲面,与水组成凸透镜,是凸透镜的放大现象,故A正确;若将筷子平移到圆心O点,光线沿杯子的半径方向从水中射入空气,入射光线垂直杯子与空气的界面,不会发生折射现象,所以筷子不会侧移,看到水中的筷子位置与实际位置相同,但水和杯壁依旧组成凸透镜,所以仍旧会放大,故B、C正确;同理可知,若沿虚线方向视察插入在P点处的筷子,入射光线与分界面不垂直,会发生折射现象,所以看到水中的筷子位置与实际位置不同,故D错误。10.A依据边界作出边界光线,如图所示。水井中的青蛙相当于枯井中离开井底肯定高度的青蛙看向井口和天空,β>α,所以水井中的青蛙会觉得井口大些,且可看到更多的星星,故选项A正确,B、C、D错误。11.答案(1)4(2)1.62m增大调高些解析(1)光线从P点射向人眼时在水面发生折射,设入射角为r,折射角为i由几何关系可知sini=dsinr=x则水的折射率n=sini(2)水深仅为H2=1.8m时,设刚好能看到的最近点为P',光线从P'点射向人眼,在水面发生折射时入射角和折射角均不变,光路图如图所示由几何关系得x2=H2tanr+(H1-H2)tani=1.62m若水位降低时,