高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册1 光的折射练习

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册1 光的折射练习，共7页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。


一、单项选择题
1．在折射现象中，下列说法正确的是( )
A．折射角一定小于入射角
B．折射率跟折射角的正弦值成反比
C．折射角增大为原来的2倍，入射角也增大为原来的2倍
D．折射率大的介质，光在其中传播速度小
2．一束光线从空气射向玻璃，入射角为α(发生折射)．下列四幅光路图中正确的是( )
3．如图所示，一条光线通过一个在水中的球形空气泡，下列哪一条表示出射光线的路径( )
A．光线1 B．光线2
C．光线3 D．光线4
4．如图所示，落山的太阳看上去正好在地平线上，但实际上太阳已处于地平线以下，观察者的视觉误差大小取决于当地大气的状况．造成这种现象的原因是( )
A．光的反射 B．光的折射
C．光的直线传播 D．小孔成像
5．若某一介质的折射率较大，那么( )
A．光由空气射入该介质时折射角较大
B．光由空气射入该介质时折射角较小
C．光在该介质中的速度较大
D．光在该介质中的速度较小
6．在“测定玻璃砖折射率”的实验中，如图所示，∠EOA＝α，∠AOM＝β，∠NOO′＝θ，插大头针P1、P2、P3、P4是( )
A．为了找出光线AO，测出的折射率为n＝eq \f(sin θ,sin β)
B．为了找出光线AO，测出的折射率为n＝eq \f(sin β,sin θ)
C．为了找出光线O′B，测出的折射率为n＝eq \f(sin θ,sin α)
D．为了找出光线O′B，测出的折射率为n＝eq \f(sin β,sin θ)
7.
如图所示，一玻璃三棱镜ABC的顶角A为30°，一束光线垂直于AB射入棱镜，从AC射出进入空气，测得出射光线与入射光线的夹角为30°，则该三棱镜的折射率为( )
A.eq \f(1,2) B.eq \f(\r(2),2)
C.eq \r(3) D.eq \f(\r(3),3)
二、多项选择题
8．一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( )
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
9．一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示．设玻璃对a、b的折射率分别为na和nb，a、b在玻璃中的传播速度分别为va和vb，则( )
A．na>nb B．naC．va>vb D．va10．如图所示，从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带．下面的说法中正确的是( )
A．a侧是红色光，b侧是紫色光
B．在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长
C．三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率
D．在三棱镜中a侧光的传播速率大于b侧光的传播速率
三、非选择题
11．用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中O为两圆弧圆心，图中已画出经过P1、P2点的入射光线．
(1)在图上补画出所需的光路．
(2)为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角i和折射角r，请在图中的AB分界面上画出这两个角．
(3)多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角i和折射角r的正弦值，画出了如图乙所示的图像，由图像可知该玻璃的折射率n＝________.
12．如图，一束激光垂直于AC面照射到等边玻璃三棱镜的AB面上．已知AB面的反射光线与折射光线的夹角为90°.光在真空中的传播速度为c.求：
(1)玻璃的折射率；
(2)激光在玻璃中传播的速度．
13．如图所示，一根竖直插入水中的杆AB，在水中部分长1.0 m，露出水面部分长0.3 m，已知水的折射率为eq \f(4,3)，则当阳光与水平面成37°角时，杆AB在水下的影长为多少？(sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8)
14．如图所示，桌面上有一玻璃圆锥，圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，此三角形的边长为L，有一半径为eq \f(L,3)的圆柱形平行光束垂直地面入射到圆锥上，光束的中心轴与圆锥的轴重合，已知玻璃的折射率为eq \r(3)，求：
(1)光在玻璃中的传播速度是多少？
(2)光束在桌面上形成的光斑的面积是多少？
课时作业(十三) 光的折射
1．解析：折射角可能小于入射角，也可能大于入射角，例如光从水中射入空气时，折射角就大于入射角，故选项A错误；某种介质的折射率对特定的光是一定的，不随折射角的正弦值的变化而变化，故选项B错误；入射角的正弦与折射角的正弦成正比，而不是入射角与折射角成正比，故选项C错误；由n＝eq \f(c,v)知选项D正确．
答案：D
2．解析：一束光线从空气射向玻璃，入射角为α，由题意可知光线一定会发生折射，根据n＝eq \f(sin α,sin θ)知，折射角小于入射角，同时光线在分界面上还会发生反射．
答案：A
3．解析：光先从水进入空气泡中，由折射定律可知折射角应大于入射角，然后又从空气射入水中，折射角应小于入射角．综上所述，只有光线1符合要求，故选项A正确．
答案：A
4．解析：太阳光线进入大气层发生折射，使传播方向改变，而使人感觉太阳的位置比实际位置偏高．
答案：B
5．解析：由n＝eq \f(sin θ1,sin θ2)可知，光由空气射入介质时的折射角是由折射率n和入射角θ1共同决定，因此A，B均错；由n＝eq \f(c,v)可知，介质的折射率越大，光在该介质中的速度越小，故C错，D对．
答案：D
6．解析：插大头针P1、P2、P3、P4是为了找出出射光线O′B，进而确定折射光线OO′，A、B错误；图中∠AOM＝β是入射角，∠NOO′＝θ为折射角，故折射率n＝eq \f(sin β,sin θ)，C错误，D正确．
答案：D
7．解析：
画出光路图如答图所示．根据折射定律及图示可知，光线从玻璃三棱镜射入空气中时入射角i＝30°，折射角r＝60°，所以玻璃三棱镜的折射率为n＝eq \f(sin r,sin i)＝eq \f(sin 60°,sin 30°)＝eq \r(3).选项C正确．
答案：C
8．解析：由折射定律及入射角、折射角的含义知n＝eq \f(sin θ2,sin θ1)＝eq \r(3)，A错、B正确；又由n＝eq \f(c,v)知，C正确，D错误．
答案：BC
9．解析：根据n＝eq \f(sin θ1,sin θ2)可知，玻璃对a光的折射率大，即na>nb，A正确、B错；根据n＝eq \f(c,v)可知，b光在玻璃中的传播速度大，即va答案：AD
10．解析：红光的折射率小，所以偏折角小，故b侧为红色光，a侧为紫色光，选项A错误；红色光的波长比紫色光的波长长，即a侧光的波长小于b侧光的波长，选项B正确；因为a光的偏折程度较大，则折射率较大，即三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率，选项C正确；根据v＝eq \f(c,n)可知，在三棱镜中a侧光的传播速率小于b侧光的传播速率，选项D错误．
答案：BC
11．解析：(1)P3、P4的连线与CD的交点即光线从玻璃砖中射出的位置，P1、P2的连线与AB的交点即光线进入玻璃砖的位置，连接这两点即可作出玻璃砖中的光路，如图所示．
(2)连接O点与光线在AB上的入射点即为法线，作出入射角和折射角如图中i、r所示．
(3)题图乙图像的斜率k＝eq \f(sin i,sin r)＝n，由题图乙可知斜率为1.5，即该玻璃的折射率为1.5.
答案：(1)如解析图所示
(2)如解析图中i、r所示
(3)1.5
12．解析：
(1)如图所示，由几何关系知：光在AB界面的入射角θ1＝60°，折射角θ2＝30°，则n＝eq \f(sin θ1,sin θ2)＝eq \r(3).
(2)由n＝eq \f(c,v)得v＝eq \f(c,n)＝eq \f(\r(3)c,3).
答案：(1)eq \r(3) (2)eq \f(\r(3)c,3)
13．解析：光路如图所示
由题意可得入射角为53°
由折射定律eq \f(sin i,sin r)＝n，eq \f(sin 53°,sin r)＝eq \f(4,3)，则r＝37°，
由几何关系得影长
s＝0.3 m×tan 53°＋1 m×tan 37°＝1.15 m
答案：1.15 m
14．解析：(1)由n＝eq \f(c,v)得，光在玻璃中的传播速度为：
v＝eq \f(c,n)＝eq \f(3×108,\r(3)) m/s＝eq \r(3)×108 m/s.
(2)作出光路图，如图所示．由几何知识得到：入射角θ1＝60°，
根据折射定律得：n＝eq \f(sin θ1,sin θ2)，代入解得折射角θ2＝30°.
由几何关系可知，折射光线三角形上方两条边分别平行，则圆形光斑直径为L，光斑的面积S＝eq \f(1,4)πL2.
答案：(1)eq \r(3)×108 m/s (2)eq \f(πL2,4)