高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册1 光的折射课时作业

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册1 光的折射课时作业，共8页。


1．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 )
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
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．有一块玻璃砖，上、下两面光滑且平行，有一束光线从空气射入玻璃砖，下面给出的四个光路图中正确的是( D )
解析：本题中由于玻璃砖上、下表面平行，光在上表面的折射角等于下表面的入射角，上表面能够发生折射，则下表面一定能够发生折射，且离开玻璃砖的光线与射向玻璃砖的光线平行，又因为有折射就有反射，故D正确．
3．(多选)一束光从介质1进入介质2，方向如图所示，下列对于1、2两种介质的光学属性的判断正确的是( BD )
A．介质1的折射率小
B．介质1的折射率大
C．光在介质1中的传播速度大
D．光在介质2中的传播速度大
解析：由n＝eq \f(sinθ1,sinθ2)知介质1的折射率大，由n＝eq \f(c,v)知光在介质2的传播速度大，故选B、D.
4．某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n.如图甲所示，O是圆心，MN是法线，AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径．该同学测得多组入射角i和折射角r，作出sini－sinr图像如图乙所示．则( B )
A．光由A经O到B，n＝1.5
B．光由B经O到A，n＝1.5
C．光由A经O到B，n＝0.67
D．光由B经O到A，n＝0.67
解析：由乙图知，入射角i小于折射角r，光由玻璃射入空气，折射率n＝eq \f(sinr,sini)＝1.5，方向由B经O到A.B选项正确．
5．(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( AC )
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1.5
C．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：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(sin 45°,sin 30°)＝eq \r(2)，故A正确，B错误．
6．(多选)在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路图如图所示，对实验中的一些具体问题，下列说法正确的是( AD )
A．为了减少作图误差，P3和P4的距离应适当取大些
B．为了减少测量误差，P1、P2连线与玻璃砖界面的夹角应适当取大一些
C．若P1、P2的距离较大时，通过玻璃砖会看不到P1、P2的像
D．若P1、P2连线与法线NN′间夹角较大时，有可能在bb′一侧看不到P1、P2的像
解析：实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，且P1和P2之间，P2与O点之间，P3与P4之间，P3与O′之间距离要适当取大一些．入射角应适当大一些，以减小测量角度的误差，但入射角不宜太大，否则在bb′一侧看不到P1、P2的像．
7．某同学由于没有量角器，他在完成了光路图以后，以O点为圆心，10.00 cm为半径画圆，分别交OA于A点，交OO′连线的延长线于C点，过A点作法线NN′的垂线AB交NN′于点B，过C点作NN′的垂线CD交NN′于D点，如图所示．用刻度尺量得OB＝8.00 cm，CD＝4.00 cm，由此可得出玻璃的折射率n＝1.5.
解析：由折射定律得n＝eq \f(sin∠AOB,sin∠COD)＝eq \f(\f(AB,OA),\f(CD,OC))，
因为OA＝OC，
所以n＝eq \f(AB,CD)＝eq \f(\r(OA2－OB2),CD)＝eq \f(\r(10.002－8.002),4.00)＝1.5.
1．一束单色光经由空气射入玻璃，这束光的( A )
A．速度变慢，波长变短B．速度不变，波长变短
C．频率增高，波长变大 D．频率不变，波长变长
2．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( D )
解析：光线在圆心处发生反射和折射，故选项B、C错误；当光从空气进入玻璃后，折射角小于入射角，当光从玻璃进入空气后，折射角大于入射角，故A错误，D正确．
3．一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( D )
A.eq \f(c,2) B.eq \f(c,3)
C.eq \f(\r(3),2)c D.eq \f(\r(3),3)c
解析：光路如图所示．根据折射定律得介质的折射率n＝eq \f(sin60°,sin30°)＝eq \r(3)，由n＝eq \f(c,v)得光在介质中的传播速度v＝eq \f(c,n)＝eq \f(\r(3),3)c.故选D.
4．(多选)关于折射率，下列说法中正确的是( CD )
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
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．
5．(多选)一束光从某种介质射入空气中时，入射角θ1＝30°，折射角θ2＝60°，折射光路如图所示，则下列说法正确的是( BC )
A．此介质折射率为eq \f(\r(3),3)
B．此介质折射率为eq \r(3)
C．光在介质中速度比在空气中小
D．光在介质中速度比在空气中大
解析：由折射定律n＝eq \f(sinθ2,sinθ1)＝eq \r(3)，A错误，B正确；又由n＝eq \f(c,v)知光在介质中速度比在空气中小，C正确，D错误．
6．空中有一只小鸟，距水面3 m，其下方距水面4 m深处的水中有一条鱼．已知水的折射率为eq \f(4,3)，则鸟看水中的鱼离它6 m，鱼看天上的鸟离它8 m.
解析：首先作出鸟看鱼的光路图，如图所示．由于是在竖直方向上看，所以入射角很小，即图中的θ1和θ2均很小，故有tanθ1＝sinθ1，tanθ2＝sinθ2.由图可得
h1 tanθ2＝h′tanθ1
h′＝eq \f(h1 tanθ2,tanθ1)＝eq \f(h1 sinθ2,sinθ1)＝eq \f(h1,n)＝4×eq \f(3,4) m＝3 m
则鸟看水中的鱼离它：H1＝(3＋3) m＝6 m
同理可得鱼看鸟时：h″＝nh2＝3×eq \f(4,3) m＝4 m
则H2＝(4＋4) m＝8 m.
7．两个同学测玻璃的折射率时各设计一个表格记录数据，而且都已完成了计算，你认为谁的是正确的？
甲设计的表格是
乙设计的表格是
答案：甲正确
解析：由n＝eq \f(sinθ1,sinθ2)可知，n的测量值应为每次测量的入射角的正弦与折射角的正弦比值的平均值，而不是每次测量的入射角的平均值的正弦与折射角的平均值的正弦之比，故甲正确．
8．一个大游泳池，池底是水平面，池中水深1.2 m，有一根木杆竖直立于池底，浸入水中部分正是全长的一半，阳光与水平方向成37°角射入，池底上杆的影长为2.5 m，求水的折射率．
答案：1.33
解析：如图所示，紧贴杆的顶端射入的一束光线，射到水面后折射进入水中，照到池底的位置与木杆影子的最远点相邻．由折射定律
n＝eq \f(sini,sinr)，
sini＝sin(90°－37°)＝0.8
sinr＝eq \f(l－l′,\r(l－l′2＋h2))
＝eq \f(l－htan53°,\r(l－htan53°2＋h2))
＝eq \f(2.5－1.2×\f(4,3),\r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2.5－1.2×\f(4,3)))2＋1.22))＝eq \f(0.9,1.5)＝0.6
解得n＝eq \f(0.8,0.6)≈1.33.
次数
θ1
sinθ1
θ2
sinθ2
n
eq \x\t(n)
1
30
0.500
20.9
0.322
1.552
1.542
2
45
0.707
30.5
0.461
1.533
3
60
0.866
38.0
0.562
1.541
次数
1
2
3
角平均值
正弦值
n
θ1
30
45
60
45
0.707
1.568
θ2
20.9
30.5
38.0
29.8
0.451