人教版 (2019)第四章 光1 光的折射当堂检测题

这是一份人教版 (2019)第四章 光1 光的折射当堂检测题，共22页。试卷主要包含了1光的折射同步训练1，68×108m/s等内容，欢迎下载使用。
2020-2021学年度人教版（2019）选择性必修第一册4.1光的折射同步训练1（含解析）  1．如图所示。一束单色光从介质1射入介质2，在介质1、2中的波长分别为1、2，频率分别为1、2，则（　　）A．1<2 B．1>2 C．1<2 D．1>2 2．某同学将两种不同的单色光a、b互相平行地斜射到同一平行玻璃砖的上表面，调整两束光的间距及光线的倾斜程度，结果能使两束光从玻璃砖的下表面射出后，能照射到地面上的同一点，则下列说法正确的是（　　）A．若a光是蓝光，则b光可能是紫光B．a光在真空中的传播速度比b光在真空中的传播速度大C．在真空中，a光的频率比b光的频率低D．a、b两束光从空气进入玻璃砖，传播速度和频率都变小3．如图所示，一束光斜射向厚度为d的长方体玻璃砖，经它折射后射出a、b两束光线，则下列说法正确的是（　　）A．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率B．在真空中，a光的波长小于b光的波长C．在玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度D．从玻璃砖底边射出的a、b光传播方向不平行E.如果只将玻璃砖的厚度d减半，那么从玻璃砖底边射出的a、b光线间的距离将减小4．两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比光束b大 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5．在用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，其实验光路如图所示，对实验中的一些具体问题，下列说法正确的是（　　）A．为了减少作图误差，C和D的距离应适当取大一些B．为了减少测量误差，A、B连线与法线NN′的夹角应适当大一些C．若A、B的距离较大时，通过玻璃砖会看不到A、B的像D．若A、B连线与法线NN′间夹角过大时，有可能在bb′一侧看不清A、B的像6．如图所示，两束单色光a、b分别照射到玻璃三棱镜AC面上，穿过三棱镜后互相平行，则（　　）A．a光的折射率大 B．b光的折射率大C．a光在三棱镜中的速度大 D．b光在三棱镜中的速度大  7．在“测玻璃的折射率”实验中：(1)为了取得较好的实验效果，A．必须选用上下表面平行的玻璃砖；B．选择的入射角应尽量小些；C．大头针应垂直地插在纸面上；D．大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些。其中正确的是________。(2)甲同学在画界面时，不小心将两界面aa′和bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，如图1所示，则他测得的折射率________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。(3)乙同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，如图2所示，以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO′延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点，则他只需要测量________________，就可求出玻璃的折射率n＝________。 8．光以入射角从空气射入折射率的玻璃中，折射角是多大？画出光路图。 9．如图是一个横截面为直角三角形的三棱镜BC=L，∠A=30°，一束很细的单色光从AB的中点D平行AC射入三棱镜，忽略多次反射。(1)若光束恰好射在C点上，求三棱镜对该光束的折射率；(2)维持光束方向不变，将入射点下移，光束恰好打在BC边中点，求入射点与A点的距离。10．如图所示，截面为半圆形的透明物体放置在水平面上，O为圆心。有一细光束从水平面上的A点射向半圆形的C点，经折射后射到另一侧水平面上的B点。测得半圆形的半径R=10cm，AC=10cm，AO=BO=16cm，光在真空中的传播速度为。求：细光束从A点传播到B点所用时间t，并画出光路图。11．如图所示，半径为R的半圆形玻璃砖。OP距离。当从P点入射的光线与界面的夹角θ=30°时，光能够射到Q点（OQ连线垂直于界面OP）。已知真空中的光速为c，求：(1)半圆形玻璃砖的折射率及出射角；(2)光在玻璃砖中从P到Q经历的时间。
 12．将自然光引入室内进行照明是一种新型的绿色能源技术。某科技兴趣小组设计了一种接收太阳光的实验装置，如图为过装置中心轴线的截面，上部的集光球是半径为R的某种均匀透明材料的半球体，下部为导光管，两部分的交界面是PQ。若只有PQ上方高度范围内的光束平行于PQ射入后，能直接通过PQ面进入导光管（不考虑集光球内表面的反射），求该材料的折射率。
 13．如图所示，某三棱镜的截面是等腰直角三角形，材料的折射率为n，入射光沿平行于底面BC的方向射向AB，经AB折射后射到AC的光能够射出AC面。求：折射率n的取值范围。14．如图所示，一个底面对角线长为50cm的长方体容器，高为50cm。当容器内部没有液体时，在长方体容器斜上方点刚好可以过点看见点。在容器的底部沿方向放置一个厚度可忽略不计的透明刻度尺，零刻度线与对齐。(1)向容器内注入高15cm、折射率为的液体甲，沿方向看向刻度尺，求此时刻度尺的读数（计算结果保留2位有效数字）；(2)另有一规格完全一样的容器，放置在相同位置，容器底部的内表面镀有反光膜，在容器内部的边上距为10cm的位置有一标记点，其大小可忽略，向容器内注入30cm高的液体乙，仍沿方向看向容器，刚好可以看见标记点，求液体乙的折射率（计算结果可保留根号）。15．如图，光沿从空气射入折射率为的介质中，以点为圆心、为半径画圆，与折射光线的交点为，过点向两介质的交界面作垂线，交点为，与的延长线的交点为。以点为圆心，（设为）为半径画另一圆。试证明。16．将一根筷子竖直插入装有水的玻璃杯中，从水平方向拍摄的照片如图所示。看上去，浸在水中的这段筷子产生了侧移，而且变粗了。如何解释观察到的现象？17．关于测定玻璃折射率的实验，回答以下问题。(1)证明图中的入射光线与射出玻璃砖的光线是平行的。(2)射出玻璃砖的光线相对入射光线来说产生了侧移。证明：入射角越大，侧移越大。18．为了从坦克内部观察外部的目标，在坦克壁上开了一个孔。假定坦克壁厚，孔的左右两边距离，孔内安装一块折射率为1.52的玻璃，厚度与坦克的壁厚相同（俯视图）。坦克内的人通过这块玻璃能看到的外界角度范围为多大？19．如图是光由空气射入某种介质时的折射情况，试由图中所给出的数据求出这种介质的折射率和这种介质中的光速。20．如图，一个储油桶的底面直径与高均为。当桶内没有油时，从某点恰能看到桶底边缘的某点。当桶内油的深度等于桶高的一半时，仍沿方向看去，恰好看到桶底上的点，、两点相距。求油的折射率和光在油中传播的速度。21．宽度为d的平行玻璃砖，一束单色光从上表面以θ = 60°的入射角射入，玻璃砖的折射率为。①画出单色光从射入到射出的光路图；②计算下表面出射点到入射光的垂直距离。22．如图所示，ABCD为一直角梯形棱镜的截面，∠C=60°，P为垂直于直线BC的光屏，现用一寬度等于AB边的单色平行光東垂直射向AB面，结果在屏P上形成宽度等于的一条光带，求棱镜的折射率。23．一半径为R的玻璃球体的截面图如图所示，O为球心，AB为直径。一束单色光从D点射入球体，入射方向与AB平行，光线射入球体后经过B点，已知∠ABD=，光在真空中的传播速度为c，求:①此球体玻璃的折射率；②从D射入玻璃球后经过一次反射再射出的光线，在玻璃球中传播的时间。
参考答案1．B【详解】根据折射定律可知折射率小的介质角越大，因此，由可得，因为光从一种介质进入另一种介质时频率不变，即根据可知波长与波速成正比，即。故选B。2．AC【详解】A．由题意知，在玻璃砖的上表面a光的折射角大于b光的折射角，由折射定律知，玻璃砖对a光的折射率小于b光的折射率，则若a光是蓝光，则b光可能是紫光，故A正确；B．真空中，a光和b光的传播速度相同，都是c，故B错误；C．a光的折射率小于b光的折射率，则a光的频率比b光的频率低，故C正确；D．a、b两束光从空气进入玻璃砖，传播速度都变小，频率都不变，故D错误。故选AC。3．ACE【详解】AC．由图可知，a光在玻璃砖中的折射角大于b光的折射角，根据折射定律可知na<nb根据n＝可知在玻璃砖中，a光传播的速度大于b光的传播速度。选项AC正确；B．由于na<nb，所以a光的频率小于b光的频率，由知，真空中a光的波长大于b光的波长，选项B错误；D．a、b两束出射光都分别与入射光平行，故该两束出射光平行，选项D错误；E．当厚度减半时，两光束在玻璃砖下表面的出射点的间距将减小，故两光线间的距离将减小，选项E正确。故选ACE。4．AC【详解】由图可知，入射角相等，b折射角小，由折射定律可得水对光束a的折射率小，水对光束b的折射率大，由可知，在水中的传播速度，光束a比光束b大，所以AC正确，BD错误。故选AC。5．ABD【详解】A．折射光线是通过过CD的直线确定的，CD间距离适当取大一些，可以使折射光线的方向更准确，故A正确；B．A、B连线是入射光线，A、B连线与法线NN′的夹角是入射角，入射角适当大些，折射角也会大些，折射现象比较明显，角度的相对误差会小些，故B正确；C．根据光路可逆原理，光线一定会从下表面射出，不会在下表面发生全反射，即使A、B的距离较大时，通过玻璃砖仍然会看到A、B的像，故C错误；D．若A、B连线与法线NN′间夹角过大时，光线从下表面射出时，光强减弱，有可能在bb′一侧看不清A、B的像，故D正确。故选ABD。6．BC【详解】AB．根据题意可知b光通过三棱镜后，传播方向偏离原来方向大，所以b光折射率大，故A错误，B正确；CD．根据，折射率大的，在介质中的速度小，故C正确，D错误。故选BC。7．CD    偏小    AB、CD的长度、        【详解】(1)[1]用插针法测定折射率时，玻璃砖上下表面不一定要平行，故A错误；为了减小测量的相对误差，选择的入射角不能太小，也不能太大，故B错误；为了准确确定入射光线和折射光线，大头针应垂直地插在纸面上，所以C正确；大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些时，相同的距离误差引起的角度误差会减小，效果会好些，所以D正确。(2)[2]如图，实线是真实的光路图，虚线是玻璃砖宽度画大后的光路图，由图可以看出，测出的折射角比真实的大，折射率偏小。(3)[3] 需要测量AB、CD的长度、。[4]根据折射定律8．30°；【详解】根据 得 所以 光路图如图所示9．(1)；(2)【详解】(1)单色光的光路图如下由几何关系得，则三棱镜对该光束的折射率为(2)有几何关系得10．，光路图见解析。【详解】光路图如图所示由几何关系可得解得 设折射率有n，在透明体中光的传播速度有v细光束从A点传播到B点所用时间t解得11．(1)，60°；(2)【详解】(1)由题意，光路如图，由几何关系 解得设Q点的入射角为β，折射角为α，则 解得α=60°
 (2)设从P到Q经过的光程为s解得12．【详解】由于不考虑集光球内表面的反射，所以最上面的一束光线的光路图如图所示
 由几何关系可知解得可知入射角折射角根据折射定律可知，材料的折射率13．【详解】当棱镜材料的折射率为n0时，设射到AB面光的入射角为i，折射角为r，射到AC面的入射角刚好等于这种材料的临界角C，则由图可知，根据折射率定义 可知： 当入射角为i=45°时解得 棱镜材料折射率n的取值范围是14．(1)44cm；(2)【详解】(1)由题意可知点在的延长线上，画出光路图如图1所示，由几何关系知，经液面射出进入人眼的光线与液面法线的夹角为45°，设入射角为，由折射定律有得则刻度尺的读数
 (2)设液体乙的折射率为，注入液体至液面高时，标记点发出的光线进入液面后的折射角为，光路图如图2所示，由折射定律有由几何关系有其中结合数学知识联立解得15．答案见详解【详解】设入射角为i，，折射角为β，，则所以16．筷子产生了侧移是因为折射的原因，变粗是因为杯壁是一个曲面，与水组成一个凸透镜，对筷子有一定的放大作用。【详解】筷子产生了侧移是因为折射的原因，变粗是因为杯壁是一个曲面，与水组成一个凸透镜，对筷子有一定的放大作用。17．见解析。【详解】(1)证明：如图所示由折射定律可知而θ2=θ3，所以θ1=θ4，入射光线和射出玻璃砖的光线是平行的；(2)证明：设玻璃砖厚度为d，侧移为s，则d与n一定时，θ1越大，θ2也越大，s也越大，即入射角越大侧移越大。18．坦克内的人通过这块玻璃能看到的外界角度范围为，【详解】当人从左侧观察时，作出如图所示的光路图由几何知识可得由折射定律得坦克内的人通过这块玻璃能看到的外界角度范围为，。19．n=1.12；v=2.68×108m/s【详解】由图线可知，入射角i=40°，折射角r=35°，由折射定律知折射率折射率是真空中的光速，c=3×108m/s代入折射率n的值有：v=2.68×108m/s20．1.58；【详解】分析 在图乙中过直线与油面的交点作油面的垂线，交桶底于点。根据题意可知，来自点的光线沿到达油面后沿方向射入空气。折射现象中光路是可逆的，因此如果光线沿方向由空气射到油面，折射光线将沿进入油中。以作为入射角，以作为折射角，由折射定律可以求出油的折射率。解 因为底面直径与桶高相等，所以由可知因此，油的折射率因为所以光在油中的传播速度21．①见解析；②【详解】①光路图如图所示②根据折射定律可得，根据几何关系可得，出射点到入射光线的垂直距离22．【详解】光路图如图所示，由题意   则 由几何关系得在中解得 由题意 由折射定律可得解得23．①n=；②【详解】①此球体玻璃的折射率解得n=②光线从D射入玻璃球后经过一次反射再射出经过的路程由几何关系得光在玻璃中传播速度，所用时间解得