高中物理第十三章光1光的折射成长训练新人教版选修3_420171109167.doc

1 光的折射主动成长夯基达标1.关于光的反射与折射，以下说法正确的是（ ）A.光发生反射时，光的传播方向一定改变 B.光发生反射时，光的传播方向可能偏转90°C.光发生折射时，一定伴随着反射现象 D.光发生反射时，一定伴随着折射现象思路解析：光发生反射时，光的传播方向一定改变，有人认为当入射角为0°时，也就是光线垂直界面入射时，反射角为零，光线不改变方向，实际上光的传播方向改变180°，选项A正确.当入射角为45°时，反射角也为45°，光的传播方向偏转90°，选项B正确.光发生折射时，一定伴随着反射现象，而当发生全反射现象时，只有反射现象而无折射现象.答案：ABC2.一束光线与水平方向成30°，从空气射入水中，其反射光线和折射光线恰好垂直，则反射角和折射角各为（ ）A.30° 30° B.60° 60° C.60° 30° D.30° 60°思路解析：我们可以根据题意画一简单的光路图，根据题中条件可知入射角为60°，则反射角为60°，由反射光线和折射光线的垂直关系可知折射角为30°.答案：C3.光在某种玻璃中的速度是×108 m/s，若使光由空气射入这种玻璃，且使折射光线与反射光线垂直，则入射角应是（ ）A.30° B.60° C.45° D.90°思路解析：由光在玻璃中传播速度可知：玻璃对这种光的折射率画光路图如图14所示.设入射角为，折射角为r，则又+r=90°，则=60°.图14答案：B4.光从某介质射入空气，入射角1从零开始增大到某一值的过程中，折射角2也随之增大，则下列说法中正确的是（ ）A.比值1/2不变 B.比值sin1/sin2不变C.比值sin1/sin2是一个大于1的常数 D.比值sin1/sin2是一个小于1的常数思路解析：由折射率概念可知：折射率与介质有关，对于同一束光介质的折射率不变，即不变，又,故n始终大于1.答案：BC5.已知水的折射率为1.33,一潜水员自水下目测到立于船头的观察者距水面的距离为h1，而船头的观察者目测潜水员距水面深h2，则（ ）A.潜水员的实际深度大于h2，观察者实际高度大于h1B.潜水员的实际深度小于h2，观察者实际高度小于h1C.潜水员的实际深度大于h2，观察者实际高度小于h1D.潜水员的实际深度小于h2，观察者实际高度大于h1思路解析：设观察者实际高底为H，则h1=nH,;设潜水员实际深度为H,则，故正确选项为C.答案：C6.如图13-1-5所示，有玻璃三棱镜ABC，顶角A为30°，一束光线垂直于AB射入棱镜，由AC射出进入空气，测得出射光线与入射光线间夹角为30°.则棱镜的折射率为（ ）图13-1-5A. B. C. D.思路解析：光的传播光路图如图15所示，A=30°，则入射角MON=30°，由题意GOF=30°，且EOF=30°.故折射角EOG=60°，故折射率.图15答案：C7.如图13-1-6所示，为了观察门外情况，有人在门上开一个圆孔，将一块圆柱形玻璃嵌入其中，圆柱体轴线与门面垂直.从圆柱底面中心看出去，可以看到的门外入射光线与轴线间的最大夹角称作视场角.已知该玻璃的折射率为n，圆柱体长为l，底面半径为r，则视场角是（ ）图13-1-6A. B.C. D.思路解析：如图16所示，设最大视场角为,据折射定律：图16,其中sin=解得答案：B8.如图13-1-7所示，光线以入射角从空气射向折射率的透明介质表面，则当入射角为45°时，反射光线与折射光线的夹角为_.图13-1-7思路解析：当入射角为45°时，可由折射定律算出其折射角为30°，故反射光线与折射光线间的夹角为180°-45°-30°=105°.答案：105°9.如图13-1-8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.则当阳光与水平面成37°角时，杆AB在水下的影长为_ m.图13-1-8思路解析：杆在水中的折射光路图如图17所示，由题意知：入射角=53°,设折射角为r,则得sinr=0.6,tanr=图17故杆的影长BD=1.15 m.答案：1.1510.光线以60°的入射角从空气射入玻璃中，折射光线与反射光线恰好垂直.（真空中的光速c=3.0×108 m/s）（1）画出折射光路图；（2）求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度；（3）当入射角变为45°时，折射角等于多大？（4）当入射角增大或减小时，玻璃的折射率是否变化？说明理由.解：（1）光路图如图18所示，其中AO为入射光线，BO为折射光线.（2）由题意，,又+r=90°,得n=3.设水中光速为v,由折射定律得图18v=3×108 m/s.(3)当入射角为45°,介质折射率不变：得得(4)不变化，折射率是由介质和入射光共同决定的物理量，与入射角大小无关.答案：（1）如解析图 （2） ×108 m/s（3） (4)不变，理由略11.如图13-1-9所示，水面上漂浮着一半径为r的圆形薄木板，在木板圆心的正上方距木板高度h的A处有一个点光源S.由于木板的影响，点光源发出的光线射入水中后，在水底平面上形成一圆形阴影.已知水深为H，水的折射率为n，求阴影的半径.图13-1-9解：如图19所示，由折射定律可得 图19sin1= 因为x=Htan2=所以所以答案：走近高考12.如图13-1-10所示，一束平行单色光的宽度为d，由空气射入某液体中，入射角为45°，已知该液体的折射率为，则光束在液体中传播时的宽度d=_.图13-1-10思路解析：光束传播的光路图如图20所示，设折射角为r,图20由折射定律：,将=45°，代入得r=30°.由图知：OO=,同理d=OO·cosr=·cosr=d·cos30°/cos45°=答案：13.如图13-1-11所示，光线以入射角1从空气射向折射率的玻璃表面.图13-1-11（1）当入射角1=45°时，反射光线与折射光线间的增值角为多少？（2）当入射角1为多少时，反射光线和折射光线垂直？解：设折射角为2，由,sin2=所以2=30°又1=45°,则反射光线与折射光线的增值角=180°-1-2=105°.(2)当反射光线和折射光线垂直时，1+2=90°则入射角答案：（1）105° (2)arctan2.14.如图13-1-12所示，游泳池宽度L=15 m，水面离岸边的高度为0.5 m，在左岸边一标杆上装有一A灯，A灯距地面高0.5 m，在右岸边站着一个人，E点为人眼的位置，人眼距地面高1.5 m.若此人发现A灯光经水面反射所成的像与左岸水面下某处的B灯光经折射后所成的像重合，已知水的折射率为1.3，则B灯在水面下多深处？（B灯在图中未画出）图13-1-12解：如图21所示，设水面为CF，A到水面C的距离为L1，B灯与C之间的距离为L2，人眼到F之间的距离为L3，C、D之间的距离为L4，由A灯光的反射得，代入数据得,得L4=5 m.对B灯光的折射过程sini=sinCBD= sinr=sinCAD=代入数据得：L2=4.35 m,即灯光在水面下4.35 m深处.图21答案：4.35 m7