粤教版 (2019)选择性必修 第一册第一节 光的折射定律课时训练

这是一份粤教版 (2019)选择性必修 第一册第一节 光的折射定律课时训练，共23页。试卷主要包含了1光的折射定律 课后作业等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第一册4.1光的折射定律 课后作业（解析版）1．玻璃中有一个球形气泡。一束平行光射入气泡，下列光路图中正确的是（　　）A． B．C． D．2．如图所示，边长为L的等边三棱镜，面镀有反光膜（厚度不计），一单色光从面上的D点与面成角射入三棱镜，经镜面反射后，从边上的E点射出，已知B点到D点的距离，C点到E点的距离，光在真空中的传播速度为c，则（　　）A．三棱镜的折射率为 B．该单色光从边射出时的折射角为C．该单色光在三棱镜中的传播速度为 D．该单色光在三棱镜中的传播时间为3．“B超”可用于探测人体内脏的病变状况。下图为超声波从肝脏表面入射，经折射与反射，最后从肝脏表面射出的示意图。超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似，可表述为=（式中是入射角，是折射角，分别是超声波在肝外和肝内的传播速度），超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同。已知=0.9，入射点与出射点之间的距离是d，入射角为，肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行，则肿瘤离开肝脏表面的深度h为（　　）A． B． C． D．4．一束光从空气射向折射率为的某种介质，若反向光线与折射光线垂直，已知真空中的光速为c，则下列说法正确的是（　　）A．光的入射角为30° B．介质中的光速为cC．光的入射角为60° D．光的入射角为45°5．如图示玻璃砖厚度为L，一光线从空气射入玻璃砖界面；入射光线与折射光线（边出射光线未画出）若入射角，测出折射角，光在真空中的光速为c，则（　　）A．玻璃砖的折射率 B．光在玻璃中传播的时间为C．光在玻璃中传播的时间为 D．光线从边射出与从射入的光线不平行6．光在某种玻璃中的传播速度是，要使光由玻璃射入空气时折射光线与反射光线成，则入射角应是（　　）A． B． C． D．7．如图所示，某三棱镜的横截面为直角三角形，，的长度为，为中点。在所在平面内，光线垂直边入射，恰好在边界发生全反射。若保持入射点不变，光线旋转，则下列说法正确的是（　　）A．光线向方向旋转时，可能有光线从边射出B．该三棱镜的折射率为C．边有光线射出的区域宽度为D．边有光线射出的区域宽度为8．一盛满水、高度的矩形容器的竖直截面如图所示，在截面的左下角点安装可发射激光的光源，光源可通过遥控转动。人竖直站在距容器壁水平距离为的位置，眼睛距离点的高度为，当光束的出射点与点相距时，正好射进人眼，光源的像距离点，则水对这种激光的折射率为（　　）A． B． C． D．9．如图所示，一束由两种单色光组成的复色光Ⅰ从空气中射向水面，进入水面后变成Ⅱ、Ⅲ两光，折射角分别为和，且＞。下列说法正确的是（　　）A．若光束Ⅱ是蓝光，光束Ⅲ有可能是紫光B．若光束Ⅱ是紫光，光束Ⅲ有可能是蓝光C．光束Ⅱ与光束Ⅲ在水中的速率之比D．光束Ⅱ与光束Ⅲ在水中的波长之比10．人们针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射可为负值（n＜0），称为负折射率材料。在空气中，这类材料的入射角i与折射角r依然满足，但是折射线与入射线位于法线的同一侧（此时折射角取负值）。若该材料对于电磁波的折射率n=-1，能正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是（　　）A． B．C． D．11．一束由红光和紫光组成的复合光，斜射到两面平行的玻璃砖的AB面上，如图所示，红光和紫光从BD面（足够大）上射出，已知玻璃对红光的折射率小于对紫光的折射率。关于从BD面射出的光的说法正确的是（　　）A．红光比紫光更靠近D端B．紫光比红光更靠近D端C．逐渐减小入射角θ，红光最先在BD面发生全反射D．逐渐减小入射角θ，紫光最先在BD面发生全反射12．如图所示，一束含有两种颜色的复色光以的人射角射入一个厚度为的玻璃砖后，分成、两束光射出。已知两束光的出射光线的垂直距离。其中玻璃砖对光的折射率为，，下列说法正确的是（　　）A．光在玻璃砖中的折射角为B．光在玻璃砖中的折射角为C．光在玻璃砖中的传播距离为D．玻璃砖对光的折射率为13．如图甲所示，水面下处有一白光光源，它发出的光在水面形成如图乙所示的圆形区域，下列说法正确的是（　　）A．光源上升一段距离后，圆环变宽 B．圆形区域最外侧为红色C．圆形区域半径与光源所在深度成正比 D．在水中，七种色光中红光的波长最短14．如图所示，平静水池左边有一观景台，池边观景者的眼睛恰好位于池边点正上方高度处，水面漂浮灯离点的水平距离，潜水灯在漂浮灯正前方水平距离处水面的正下方，观景者发现潜水灯刚好被漂浮灯挡住。已知光线在水中的折射率，两灯均可视为质点且为单色点光源。，下列说法正确的是（　　）A．潜水灯发出的光从灯处射出时与水面的夹角为53°B．潜水灯的深度为C．若潜水灯沿水平方向缓慢左移到灯正下方，水面上有光射出的形状为圆形D．若潜水灯沿竖直方向移到深度约为处，它发出的光恰好无法从、间水面射出15．如图甲所示，在盛有水的盆里倾斜放置一平面镜，调整镜子的角度，让一束太阳光照射到镜面上，并反射到天花板上，会观察到彩色的光带，示意图如图乙所示。以下说法正确的是（　　）A．彩色的光带最左边是紫色B．彩色的光带是光的干涉产生的C．彩色的光带最左边是红色D．彩色的光带是光的折射产生的16．当前，我国军事技术不断向高端发展，基本防御设施更加完善，在某种防御设施中有一种特殊材料制作的观察孔玻璃砖，既有较强的抗击打能力，又可以有较好的视角。如图所示，在宽度为d，厚度未知的矩形玻璃砖里侧，挖掉一块截面为半圆的部分，玻璃砖折射率合适时，外部180°角度处景物发出的光线恰能全部进入O点的人眼，且穿过玻璃砖内侧界面时不偏折，方便观察。假设在O点瞭望员的视角为60°设该玻璃砖对自然光的折射率为n，真空中光速为c。（1）求该玻璃砖对自然光的折射率n；（2）求光线同时沿AO与CO方向在玻璃砖中传播的时间差。
  17．如图所示，直角三角形为三棱镜的横截面示意图，，，边长为d，为与边平行且相距为d的足够大光屏。现有一束与边等宽的单色平行光垂直边射入棱镜，棱镜对该单色光的折射率为，不考虑经棱镜反射后的光线。（1）求光线经棱镜后的偏向角；（2）到达屏上的光线中有一条传播时间最长，求这一最长时间。  18．如图所示，折射率为n=的玻璃棱镜ABCD的截面为直角梯形，其腰高为AB=L，∠BCD=60°。光屏MN平行于AB放置。一束平行单色光垂直照射在AB表面上，经过棱镜折射后在光屏MN上形成一条光带，求该光带的宽度。
  19．一半径为R的半圆形玻璃砖放置在竖直平面上，其截面如图所示。图中O为圆心，为竖直方向的直径。有一束细光线自O点沿水平方向射入玻璃砖，可以观测到有光线自玻璃砖内射出，现将入射光线缓慢平行上移，当入射点M与O点的距离为时，从玻璃砖右侧射出的光线刚好消失。已知光在真空中的速度为c。求：（1）该玻璃砖对此单色光的折射率；（2）自M点入射的光在玻璃砖中的传播时间。
  20．真空中，一块半球形玻璃砖的横截面如图所示，球半径为R，球心为O。半圆弧上有P、Q两点，它们到底边直径的距离分别为和。一束平行于的细单色光从P点射入玻璃砖后，直接照射到Q点，经Q点射出的光线与直径的延长线交于M点（未画出）。已知光在真空中的传播速率为c，不考虑被半球内表面反射后的光线。求：（1）玻璃的折射率；（2）光从P点传播到M点的时间。 参考答案1．B【详解】光从玻璃进入空气，即由光密介质进入光疏介质，入射角小于折射角，后来又从玻璃进入空气，则入射角大于折射角，其光路图如图所示，所以B正确；ACD错误；故选B。2．A【详解】A．根据题意，由反射光线的对称性画出光路图如图所示．由几何关系可知，入射角，由B点到D点的距离、C点到E点的距离可知，三角形和三角形均为等边三角形，折射角，根据折射定律得解得三棱镜的折射率选项A正确；B．由几何关系可知，光在边上射出时的入射角，根据折射定律得解得选项B错误；C．光在棱镜中的传播速度大小解得选项C错误；D．光在棱镜中的传播距离则光在棱镜中的传播时间选项D错误。故选A。3．D【详解】如图所示，根据光的折射定律有由几何关系知以上两式联立可解得故D正确。故选D。4．C【详解】根据题意，作出光路图，如图所示
根据折射率的公式 所以i=60°介质中的光速为故选C。5．C【详解】A．由折射定律可得A错误；B．玻璃砖厚度为L，光在玻璃中的路程为光在玻璃中的传播速度为故光在玻璃中传播的时间为B错误，C正确；D．光线从边射出时，入射角为30°，由折射定律可知，折射角为60°，即光线从边射出与从射入的光线平行，D错误。故选C。6．A【详解】依题意做出光路图，如下图所示
 折射率为设入射角为，则有解得故选A。7．C【详解】AB．如图所示，光线恰好在边界发生全反射，结合几何知识解得临界角，设三棱镜的折射率为，根据折射定律有则该三棱镜的折射率光线入射方向逐渐转向方向时，光线由到达棱镜边的点逐渐向点移动，在边的入射角逐渐增大，因此不能从边射出，AB错误；CD．光线垂直边入射，进入棱镜后在边上的点发生全反射，光线入射方向逐渐转向方向时，光线从棱镜的出射点由点逐渐向点移动，当光线几乎沿方向入射时，光线折射后沿方向，由折射定律有解得由几何关系得光线出射区域的宽度解得区域宽度C正确，D错误。故选C。8．A【详解】光路图如图所示设入射角为，折射角为，根据题意可知，，，解得又由几何关系有则水对这种激光的折射率故选A。
 9．A【详解】AB．紫光的折射率比蓝光的折射率大，则入射角相等时，紫光的折射角更小，若光束Ⅱ是蓝光，则光束Ⅲ有可能是紫光，A正确，B错误；C．Ⅱ和Ⅲ的折射率之比两束光在水中的速率由可得v1﹕v2=sinα﹕sinβC错误；D．由可得
 因为v1>v2f2>f1所以v1f2>v2f1所以而又因为α>βsinβ﹕sinα<1故D错误。故选A。10．B【详解】根据题意指折射光线和入射光线应在法线同一侧，折射率为-1，由光的折射定律可知，同侧的折射角等于入射角。故选B。11．BD【详解】AB．当光从空气射入玻璃时，玻璃对紫光的折射率大于对红光的，由折射定律得，紫光偏折程度较大，所以紫光比红光更靠近D端，故A错误，B正确；CD．根据可知紫光的临界角小于红光的临界角，逐渐减小入射角θ，折射角也减小，而在BD上的入射角增大，显然先达到紫光的临界角，故C错误，D正确。故选BD。12．AD【详解】A．对a光，由折射定律可知代入，解得：，即光在玻璃砖中的折射角为，故A正确；B．完整的光路图如图所示设b光在玻璃砖中的折射角为，由几何关系得，，，解得，由，可知，故B错误；C．光在玻璃砖中的传播距离代入，，解得，故C错误；D．由解得：故D正确。故选AD。13．BC【详解】A．设光源所处的深度为，则圆环宽度由于光源上升，变小，变小，即圆环变窄，故A错误；BD．七种色光中，红光的波长最长，折射率最小，临界角最大，所以圆形区域最外侧为红色，故B正确，D错误；C．圆形区域半径满足由于红光临界角一定，因此圆形区域最大半径与光源所在深度成正比，故C正确。故选BC。14．BD【详解】A．设潜水灯发出的光从灯处射出时与水面的夹角为，有所以选项A错误；B．设潜水灯发出到灯处的光与竖直方向的夹角为，有根据光的折射定律可知代入数据解得潜水灯的深度选项B正确；C．潜水灯发出的光能从灯处射出，此时、水平距离为，当潜水灯移到灯正下方时，潜水灯距的水平距离变为，可知池边有光线射出，则水面上有光射出的形状不为圆形，选项C错误；D．设当潜水灯的水平位置不变，深度变为时，水面间恰好无光射出，此时潜水灯与灯的连线和竖直方向的夹角恰好为临界角，有代入数据解得选项D正确。故选BD。15．AD【详解】AC．红光的折射率较小，紫光的折射率最大，红光的偏折程度小于紫光，经第一次水面折射后、反射和第二次水面折射后，彩色的光带最左边是紫色，故A正确，C错误；BD．彩色的光带是光的折射现象产生的，故B错误，D正确。故选AD。16．（1）2；（2）【详解】（1）光线从A点射入时，有视角则有==2（2）光速和折射率的关系为AO光线传播的时间CO光线传播的时间则有17．（1）；（2）【详解】（1）光线射到边上，入射角为 故光线不能从边射出；如图所示，光线射到边上的入射角为，折射角为，由几何关系得由折射定律得 得：光线经棱镜后的偏向角 （2）由几何关系知从边上D点入射、从边上B点射出的光线传播时间最长 设光线从D点传播到B点的时间为，从B点传播到E点的时间为，由运动学公式得： 联立求解可得
 18．【详解】作光路图及辅助线如图所示。
 由题意及几何关系可得入射角i=30°设折射角为θ，则由折射定律有n=可得sinθ=nsini=于是θ=60°在⊿CDE中，由几何关系可以得到DE=CEtan∠DCE=ABtan（90°-∠BCD）=L又在⊿DEF中，由几何关系可以得到∠EDF=θ-i=30°EF=DEtan∠EDF=L故光屏MN上形成的光带的宽度为CE-EF=AB-EF=L19．（1）；（2）【详解】（1）如图所示
 设光射到P点处恰好发生全反射，临界角为，由几何分析可得此单色光在玻璃砖中全反射的临界角，又有解得（2）自M点入射的光在玻璃砖中的传播的光路图如图所示和为正角形，光的路程长光在玻璃砖中的速度为传播时间为20．（1）；（2）【详解】（1）作出光路图如图所示P、Q两点到底边直径的距离分别为和由几何关系可知，，三角形为等腰直角三角形光在P点的入射角，折射角根据解得（2）光在Q点的入射角为，根据光路可逆得出，折射角为，由几何关系可知三角形为等腰三角形光在玻璃砖中传播速度光从P点到M点的时间联立解得