2024年高中物理第十三章光第1节光的反射和折射课后课时作业含解析新人教版选修3-4

PAGE6-第1节光的反射和折射A组：合格性水平训练1．(光的折射、折射率)如图所示，光在真空和某介质的界面MN上发生折射，由图可知()A．光是从真空射入介质的B．介质的折射率为eq\f(\r(3),2)C．介质的折射率为eq\r(3)D．反射光线与折射光线的夹角为60°答案C解析依据图象可知，入射角为30°，折射角为60°，反射光线与折射光线垂直，光是从介质射入真空的，折射率n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3)，只有C正确。2．(光的折射)(多选)关于光的折射，下列说法正确的是()A．折射光线肯定在法线和入射光线所确定的平面内B．入射光线与法线、折射光线不肯定在一个平面内C．入射角总大于折射角D．光线从空气斜射入玻璃时，入射角大于折射角答案AD解析由光的折射定律知折射光线肯定在法线和入射光线所确定的平面内，A正确，B错误；入射角不肯定大于折射角，当光线从水斜射入空气中发生折射时，入射角小于折射角，C错误；光线从空气斜射入玻璃时，入射角大于折射角，D正确。3.(光在介质中的传播速度)如图所示，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.eq\f(c,2)B.eq\f(c,3)C.eq\f(\r(3),2)cD.eq\f(\r(3),3)c答案D解析由几何学问可知，入射角θ1＝60°，折射角θ2＝30°，该介质的折射率n＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3)，则光在该介质中的传播速度v＝eq\f(c,n)＝eq\f(\r(3),3)c，D正确。4．(折射率的计算)如图所示，有玻璃三棱镜ABC，顶角A为30°，一束光线a垂直于AB射入棱镜，由AC射出进入空气，测得出射光线与入射光线的夹角为30°，则棱镜的折射率为()A.eq\f(1,2)B.eq\f(\r(2),2)C.eq\r(3)D.eq\f(\r(3),3)答案C解析由题意可知，光线从玻璃射向空气时，入射角为θ1＝30°，折射角为θ2＝60°，则玻璃的折射率n＝eq\f(sinθ2,sinθ1)＝eq\r(3)，C正确。5．(综合)两束细平行光a和b相距为d，从空气中相互平行地斜射到长方体玻璃砖的上表面，如图所示，若玻璃对a的折射率小于对b的折射率。当它们从玻璃砖的下表面射出后，有()A．两束光仍平行，间距等于dB．两束光仍平行，间距大于dC．两束光仍平行，间距小于dD．两束光不再相互平行答案B解析作出两种光线穿过平行玻璃砖的光路图。依据na＝eq\f(sini,sinra)，nb＝eq\f(sini,sinrb)，由题意知na＜nb，ra＞rb，故d′＞d。光线经两侧面平行的玻璃砖后方向不变，出射光线平行。B正确。6．(测定玻璃的折射率)如图所示是用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的试验示意图，对于试验中的一些详细问题，下列说法正确的是()A．为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大一些B．为减小测量误差，P1、P2的连线与玻璃砖界面的夹角应取大一些C．当P1、P2的距离较大时，通过玻璃砖会看不到P1、P2的像D．当P1、P2的连线与法线NN′的夹角θ1较大时，在另一侧通过玻璃砖看不到P1、P2的像答案A解析P3、P4间距离取大些，便于通过这两点连线精确地定出光线与bb′界面的交点O1，进而能精确连接OO1，减小折射角θ2的作图误差，A正确。入射角θ1宜取得大些，这样可以减小测量角度时的误差，B错误。P1、P2的距离较大时，通过玻璃砖能看到P1、P2的像，C错误。θ1较大，折射效果明显，通过透亮的玻璃砖还是能看到像的，而且是虚像，D错误。7．(光的折射)如图所示，△ABC为始终角三棱镜的截面，其顶角θ＝30°，P为垂直于直线BCD的光屏。一束宽度等于AB的单色平行光束垂直射向AB面，经三棱镜折射后在屏P上形成一条光带。(1)以图中编号为a、b、c的三条光线为代表画出光束经棱镜折射的光路示意图；(2)若从AC面出射的光线与原来入射光线的夹角为30°，求棱镜的折射率。答案(1)光路示意图见解析(2)eq\r(3)解析平行光束经棱镜折射后的出射光束仍是平行光束，如图所示图中θ1、θ2为AC面上的入射角和折射角，依据折射定律，有nsinθ1＝sinθ2设出射光线与水平方向成α角，则θ2＝θ1＋α由题可知α＝30°，由几何关系知θ1＝30°可得θ2＝60°，所以n＝eq\f(sinθ2,sinθ1)＝eq\r(3)。B组：等级性水平训练8．(光的折射、折射率)(多选)关于光的折射及折射率，下列说法正确的是()A．光由一种介质进入另一种介质时，光的传播方向肯定发生变更B．光由水射入空气中，折射角大于入射角C．光在折射率大的介质中传播速度大D．折射率只能大于1答案BD解析当光垂直交界面射入时，传播方向不变，A错误；光由水射入空气中，折射角大于入射角，B正确；光在介质中的传播速度取决于光的频率和介质的折射率，C错误；由n＝eq\f(c,v)，v<c可知n>1，D正确。9．(光的折射)一个军事设施的视察孔如图所示，其宽度L＝30cm，厚度d＝30eq\r(3)cm，为了扩大向外的视察视野，将折射率n＝eq\r(3)的某种玻璃砖完全嵌入视察孔内。则嵌入玻璃砖后，视野的最大张角是()A．60°B．90°C．120°D．180°答案C解析通过视察孔向外看，想得到尽可能大的视察范围，应从视察孔的最边缘向外探视，临界状况是入射光线从玻璃砖的右侧边缘入射，其折射光线恰好从玻璃砖的左侧边缘射出，如图所示。sinr＝eq\f(L,\r(d2＋L2))＝eq\f(1,2)，r＝30°，依据折射定律有n＝eq\f(sini,sinr)，sini＝nsinr＝eq\f(\r(3),2)，i＝60°，依据对称性可知，嵌入玻璃砖后视野的最大张角为2i＝120°，A、B、D错误，C正确。10．(测定玻璃的折射率)在用插针法测定玻璃砖折射率的试验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图，则他们测得的折射率与真实值相比是偏大、偏小还是不变？(1)甲同学测得的折射率与真实值相比________。(2)乙同学测得的折射率与真实值相比________。(3)丙同学测得的折射率与真实值相比______________________________。答案(1)偏小(2)不变(3)可能偏大，可能偏小，也可能不变解析甲同学测量的光路图如图甲所示，真实值n＝eq\f(sini,sinr)，测量值n′＝eq\f(sini,sinr′)，因r′>r，故n>n′，所以甲同学测得的折射率与真实值相比偏小。乙同学测量的光路图如图乙所示，测量值n＝eq\f(sini,sinr)，与真实值相等。丙同学的测量可能出现三种结果，光路图如图丙所示，真实值n＝eq\f(sini,sinr)，测量值n′＝eq\f(sini,sinr′)，当出射点为c时，测量值与真实值相同；当出射点在c左侧时，测量值小于真实值；当出射点在c点右侧时，测量值大于真实值，故丙同学测得的折射率与真实值相比可能偏大，可能偏小，也可能不变。11．(光的折射的综合应用)小明去游泳池游泳，他站在池边发觉对岸有一灯A，水下池壁上有一彩灯B，如图所示(B灯在图中未画出)，他调整自己到岸边的距离，直到发觉A灯经水面反射所成的像与B灯经水面折射后所成的像重合，此时小明与对岸的距离L＝10m，A灯距水面高为0.5m，人眼E距水面高为2m，水的折射率为eq\f(4,3)。(1)画出小明看到A、B灯的像重合时的光路图；(2)求B灯在水面下的深