高中物理 第4章 光的折射 1 光的折射定律学业分层测评 教科版选修3-4

光的折射定律(建议用时：45分钟)学业达标1关于光的折射现象，下列说法中正确的是()A折射角一定小于入射角B折射率跟折射角的正弦值无关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，光在其中的传播速度小E入射角改变时，入射角的正弦与折射角的正弦的比值不变【解析】光从水进入空气时，折射角大于入射角，选项A错误；折射率由介质材料决定，与折射角的大小无关，选项B正确；折射率n，折射角增大为原来的2倍，入射角并不增大为原来的2倍，选项C错误；折射率与光速的关系是n，则n大时v小，选项D正确；根据n知，入射角改变时，入射角的正弦与折射角的正弦的比值不变，E正确【答案】BDE2关于折射率，下列说法正确的是()A某种介质的折射率等于光在真空中传播速度c和光在介质中的传播速度v的比值B折射角和入射角的大小决定着折射率的大小C两种介质相比较，光在折射率较小的介质中传播速度大D有些介质的折射率可能小于1E折射率是介质本身的性质，与折射角无关【解析】某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度c与光在介质中传播速度v的比值，A、C正确折射率与折射角和入射角的大小无关，B不对由于光在真空中的传播速度c大于任何其他介质中的传播速度v，所以任何介质的折射率都大于1，D错误折射率是介质本身的性质，与折射角无关，E正确【答案】ACE3.如图417，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色光束从空气射向柱体的O点(半圆的圆心)，产生反射光束1和折射光束2，已知玻璃折射率为，入射角为45(相应的折射角为24)，现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O点垂直于图面的轴线顺时针转过15，如图中虚线所示，则()图417A光束1转过15B光束1转过30C光束2转过的角度小于15D光束2转过的角度大于15E入射角增大15，折射率不变【解析】转动前，光束1(反射光)与入射光线的夹角为A45290，光束2(折射光)与入射光线间的夹角B45(18024)201.转动后，反射光线与入射光线的夹角A602120，据折射定律，得r30，则折射光线与入射光线间的夹角为B60(18030)210.因为BBB9，AAA30，故B、C项正确转动后，入射角增大15，折射率与入射角无关，E正确【答案】BCE4如图418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()图418Aa侧是红光，b侧是紫光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侧光的速率比b侧光小E在三棱镜中a、b两侧光的速率相同【解析】由题图可以看出，a侧光偏折得较厉害，三棱镜对a侧光的折射率较大所以a侧光是紫光，波长较短，b侧光是红光，波长较长，因此A错，B、C正确；又v，所以三棱镜中a侧光的传播速率小于b侧光的传播速率，D正确，E错误【答案】BCD5.如图419所示，虚线表示两种介质的界面及其法线，实线表示一条光线射向界面后发生反射和折射的光线，以下说法正确的是() 【导学号：18640029】图419AbO一定是入射光线BaO一定是入射光线CcO一定是入射光线DOb一定是反射光线EPQ一定是法线【解析】由于反射角等于入射角，入射光线、反射光线关于法线对称，所以aO、Ob应是入射光线或反射光线，PQ是法线又因为反射光线、折射光线都不与入射光线位于法线同侧，所以aO是入射光线，Ob是反射光线，Oc是折射光线【答案】BDE6.如图4110所示，光在真空和某介质的界面MN上发生折射，由图可知()图4110A光是从真空射入介质的B光是由介质射入真空的C介质的折射率为D介质的折射率为E反射光线与折射光线的夹角为90【解析】根据题图可知，入射角为30，折射角为60，反射光线与折射光线垂直，光是从介质射入真空的，折射率n，只有B、D、E正确【答案】BDE7一束光由空气射入某介质时，入射光线与反射光线间的夹角为90，折射光线与反射光线间的夹角为105，求该介质的折射率和光在该介质中的传播速度(已知真空中光速为c)【解析】由反射定律和题意可知，反射角和入射角均为45，折射角为r1804510530，则折射率n，所以光在该介质中的速度vc.【答案】c8.利用半圆柱形玻璃，可减小激光光束的发散程度在如图4111所示的光路中，A为激光的出射点，O为半圆柱形玻璃横截面的圆心，AO过半圆顶点若某条从A点发出的与AO成角的光线，以入射角i入射到半圆弧上，出射光线平行于AO，求此玻璃的折射率图4111【解析】根据光路图，由折射定律得n，由几何关系得ri故n.【答案】能力提升9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c3.0108m/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【解析】(1)由题意知入射角i60，反射角60，折射角r180609030，折射光路如图所示(2)n，根据n，得v m/s1.7108 m/s.(3)根据n，得sin r，将sin isin 45且n代入上式，可求得sin r，所以rarcsin.(4)折射率不会发生变化，折射率由介质和入射光的频率决定，跟入射角的大小无关【答案】见解析10如图4112所示，有一截面是直角三角形的棱镜ABC，A30，它对红光的折射率为n1，对紫光的折射率为n2，在距AC边d处有一与AC平行的光屏，现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB边射入棱镜(1)红光和紫光在棱镜中的传播速度之比为多少？(2)若两种色光都能从AC面射出，求在光屏MN上两光点的距离图4112【解析】(1)v红，v紫所以.(2)画出两种色光通过棱镜的光路图，如图所示，由图得n1n2xd(tan r2tan r1)d()【答案】(1)(2)d()11一半圆柱形透明物体横截面如图4113所示，底面AOB镀银，O表示半圆截面的圆心，一束光线在横截面内从M点入射，经过AB面反射后从N点射出，已知光线在M点的入射角为30， MOA60，NOB30，求：图4113(1)光线在M点的折射角；(2)透明物体的折射率【解析】(1) 如图，透明物体内部的光路为折线MPN，Q、M点相对于底面EF对称，Q、P、N三点共线设在M点处，光的入射角为i，折射角为r，OMQ，PNF，根据题意有30由几何关系得PNOPQOr，于是r60r由式得r15(2)根据折射率公式有n【答案】(1)15(2)