江苏专用新人教版高中物理选择性必修第一册课时检测16光的折射含解析

光的折射1．“井底之蛙”这个成语常被用来讽刺见识短浅的人，现有井口大小和深度相同的两口井，一口是枯井，一口是水井(水面在井口处)，两井底都各有一只青蛙，则(　　)A．枯井中青蛙觉得井口比较大，水井中青蛙看到井外的范围比较大B．枯井中青蛙觉得井口比较大，水井中青蛙看到井外的范围比较小C．两只青蛙觉得井口一样大，水井中青蛙看到井外的范围比较大D．枯井中青蛙觉得井口比较小，水井中青蛙看到井外的范围比较大解析：选C　根据光的直线传播作出青蛙在枯井中的视野范围，如图(a)。当井里灌满水后，光线照到井面会发生折射现象，由于光是从空气射向水，所以入射角大于折射角，因此井底之蛙看到的视野范围比没水时会看到更大；变化的大致范围如图中两条入射光线之间的阴影区域所示，如图(b)。所以两只青蛙觉得井口一样大，水井中青蛙看到井外的范围比较大。故C正确，A、B、D错误。2．一束光线从空气射向折射率为1.5的玻璃内，入射角为45°，则如图所示的四个光路图中正确的是(　　)解析：选C　光在两介质的界面上通常同时发生反射和折射，所以A错误；由反射定律知反射角为45°，根据折射定律n＝＝1.5，得θ1>θ2，故B错误，C正确；画光线时必须带箭头，D不是光路图，D错误。3.如图所示，实线为空气和水的分界面，一束蓝光从空气中的A点沿AO1方向(O1点在分界面上，图中O1点和入射光线都未画出)射向水中，折射后通过水中的B点，图中O点为A、B连线与分界面的交点，下列说法错误的是(　　)A．O1点在O点的右侧B．蓝光从空气中射入水中时，速度变小C．若沿AO1方向射向水中的是一束紫光，则折射光线有可能通过B点正下方的C点D．若沿AO1方向射向水中的是一束红光，则折射光线有可能通过B点正上方的D点解析：选A　由折射定律n＝知，蓝光从空气射向水中，入射角比折射角大，所以O1点在O点的左侧，A错误；由v＝知，蓝光进入水中的速度变小，B正确；若沿AO1方向射向水中的是一束紫光，紫光折射率大，折射角小，则折射光线有可能通过B点正下方的C点，C正确；若沿AO1方向射向水中的是一束红光，红光折射率小，折射角大，则折射光线有可能通过B点正上方的D点，D正确。 4.如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气。当出射角i′和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ。已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为(　　)A．　　　　　　 B．C． D．解析：选A　当出射角i′和入射角i相等时，由几何知识，作角A的平分线，角平分线过入射光线的延长线和出射光线的反向延长线的交点、两法线的交点，如图所示。可知∠1＝∠2＝，∠4＝∠3＝，而i＝∠1＋∠4＝＋，则折射率n＝＝，A项正确。5.两束不同频率的单色光a、b从空气平行射入水中，发生了如图所示的折射现象(α>β)。下列结论中正确的是(　　)A．在水中的传播速度，光束a与光束b相同B．在水中的传播速度，光束a比光束b小C．水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小D．水对光束a的折射率比水对光束b的折射率大解析：选C　由公式n＝，可得折射率na<nb，C正确，D错误；由v＝，na<nb知va>vb，A、B错误。6.如图所示，玻璃三棱镜ABC的顶角A为30°，一束光线垂直于AB面射入棱镜，从AC面射出进入空气，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． B．C． D．解析：选C　如图所示，∠A＝30°，则入射角∠MON＝30°，由题意知折射角∠EOG＝60°，故折射率n＝＝。7.如图所示，用某透明材料做成横截面为二分之一圆的柱形物体，O为圆心，A、B为圆周上的两点，圆半径为R，AB面涂有水银反射层，一束单色光垂直于AB面从圆柱面上的P点射入柱体，已知透明材料的折射率n＝，光在真空中的传播速度为c，∠BOP＝30°，单色光从P点射入柱体至第一次射出柱体时所用时间为(　　)A． B．C． D．解析：选A　光路图如图所示由几何关系可知i＝60°，由折射定律可得n＝，解得r＝30°，由几何关系可知∠ODC＝30°，由几何关系可知OC＝PC＝Rtan 30°＝R，DC＝2OC＝R，则单色光从P点射入柱体至第一次射出柱体时所用时间为t＝，其中v＝，联立解得t＝，故选A。8.现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成。夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目。这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的，反光膜内均匀分布着一层直径为10 μm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—折射后恰好和入射光线平行，如图所示，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　光路图如图所示，设入射角为θ，折射角为α，则θ＝2α，由n＝＝，得cos α＝＝，α＝30°，所以θ＝60°。故选项D正确。9.如图所示，半圆玻璃砖的半径R＝10  cm，折射率为n＝，直径AB与屏幕垂直并接触于A点，激光a以入射角i＝30°射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在水平屏幕MN上出现了两个光斑。求两个光斑之间的距离L。解析：画出光路图，设折射角为r，根据折射定律有n＝，解得r＝60°，由几何知识得，两个光斑PQ之间的距离L＝PA＋AQ＝Rtan 30°＋Rtan 60°解得L＝  cm≈23.1  cm。答案：23.1  cm10.如图所示，两束相同频率的平行光线A1、A2，由真空射向某种介质，入射角为60°，C1和C2为入射点。已知在真空中两光线A1、A2之间的距离为10 cm，在介质中两折射光线B1、B2之间的距离为10 cm。则这种介质的折射率是(　　)A．2 B．C． D．2解析：选C　如图所示，光线A1的入射角∠1＝60°，由几何关系可知∠2＝∠1＝60°，故两入射点的间距C1C2＝＝20 cm，在△C1C2D2中有cos∠3＝＝，可得∠3＝30°，由几何关系可知∠4＝∠3＝30°，根据折射定律可得n＝＝，C正确。11.某玻璃三棱镜的截面如图所示，∠B＝30°，一束光线从AB边上的M点以平行于BC的方向射入棱镜，经BC边一次反射后，反射光线与AB边平行。则该棱镜对该束光线的折射率为(　　)A． B．C． D．解析：选A　如图所示，根据几何关系可知，光线在M点的入射角i＝60°，折射角r＝30°，根据折射定律有n＝，解得n＝，故选A。12．如图所示，一单色光由介质Ⅰ射入介质Ⅱ，在界面MN上发生偏折。下列说法正确的是(　　)A．该光在介质Ⅰ中传播的速度大B．该光在介质Ⅱ中传播的速度大C．该光在介质Ⅰ中和介质Ⅱ中传播的速度之比为∶1D．该光在介质Ⅱ中和介质Ⅰ中传播的速度之比为∶1解析：选B　由题图知该光在介质Ⅱ中的折射角较大，则介质Ⅰ的折射率大于介质Ⅱ的折射率，根据折射率与光速的关系可知光在介质Ⅱ中传播的速度大；介质Ⅰ相对介质Ⅱ的折射率为n＝＝，则该光在介质Ⅱ中和介质Ⅰ中传播的速度之比为∶1。选项B正确。13．如图所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC，两者的AC面是平行放置的，在它们之间是均匀的未知透明介质。一单色细光束O垂直于AB面入射，在图示的出射光线中(　　)A．1、2、3(彼此平行)中的任一条都有可能B．4、5、6(彼此平行)中的任一条都有可能C．7、8、9(彼此平行)中的任一条都有可能D．只能是4、6中的某一条解析：选B　光线由左边三棱镜AB面射入棱镜，不改变方向，接着将穿过两三棱镜间的未知透明介质进入右边的三棱镜，由于透明介质的两表面是平行的，它的光学特性相当于一块两面平行的玻璃砖，能使光线发生平行侧移，只是它两边的介质不是真空，而是折射率未知的玻璃，因此是否侧移以及侧移的方向无法确定(若未知介质的折射率n与玻璃折射率n玻相等，不偏移；若n＞n玻，向上侧移；若n＜n玻，向下侧移)，但至少可以确定方向没变，仍然与棱镜的AB面垂直。这样光线由右边三棱镜AB面射出棱镜时，不改变方向，应为4、5、6中的任意一条，选项B正确。14．汽车氙气大灯(前照灯)通常需要透镜(近似看作半球形玻璃砖)才能达到更好的照明效果，保证行车安全，图甲为该系统工作的原理图。图乙是透镜调节光线的原理图，图中MN为透镜的竖直直径，透镜的半径为R。一束单色光的入射点P与球心O的距离为l＝  R，入射光线与MN的夹角为θ＝37°，已知透镜对该入射光的折射率为n＝1.6，透镜距地面的距离为h(可认为远大于透镜半径)。已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求近光灯照射的距离L。解析：作出光路图如图所示，由题意可得n＝，则r＝30°，由正弦定理可得＝，则α＝30°，又n＝，则β＝53°，由几何关系知γ＝30°，则有L＝h·tan(β＋γ)＝h。答案：h