【物理】2020届一轮复习人教版光的反射和折射课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版光的反射和折射课时作业

‎2020届一轮复习人教版 光的反射和折射 课时作业 ‎1.关于光的折射现象,正确的说法是　(　　)‎ A.光的传播方向发生改变的现象叫光的折射 B.折射定律是托勒密发现的 C.人观察盛水容器的底部,发现水变浅了 D.若光从空气射入液体中,它的传播速度一定增大 ‎【解析】选C。光的反射也可改变光的传播方向,A错;折射定律是斯涅耳发现的,B错;由于折射现象,人观察盛水容器的底部时,发现水变浅了,C对;由公式n=知光从空气射入液体中,传播速度要变小,D错。‎ ‎2.假设地球表面不存在大气层,那么人们观察到日出时刻与实际存在大气层的情况相比　(　　)‎ A.将提前 B.将延后 C.在某些地区将提前,在另一些地区将延后 D.不变 ‎【解析】选B。如图所示,假设地球表面不存在大气层,则地球上M处的人只能等到太阳运动到S处才看见日出,而地球表面存在大气层时,太阳运动到S′处,阳光经大气层折射后即射至M点,不存在大气层时观察到日出时刻与实际存在大气层的情况相比将延后,B正确。‎ ‎3.(多选)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 B.此介质折射率为 C.光在介质中的速度比在空气中小 D.光在介质中的速度比在空气中大 ‎【解析】选B、C。由入射角、折射角及折射率的含义知n=,故A错误,B正确;又由n=知C正确,D错误。‎ ‎【总结提升】解决光的折射问题的方法 ‎(1)根据题意画出正确的光路图。首先要找到入射的界面,同时准确地作出法线,再根据折射定律和入射光线画出折射光线,找到入射角和折射角,要注意入射角、折射角是入射光线、折射光线与法线的夹角。‎ ‎(2)利用几何关系确定光路图中的边、角关系,与折射定律n=中的各量准确对应,比如一定要确定准哪个角在分子上、哪个角在分母上。‎ ‎(3)利用折射定律n=、折射率与光速的关系n=列方程,结合数学三角函数的关系进行运算。‎ ‎4.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 ‎【解析】选D。由n=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i共同决定的,所以A、B均错;由n=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。‎ ‎【补偿训练】‎ 如果光以同一入射角从真空射入不同介质,则　(　　)‎ A.折射角越大,表示这种介质对光线的偏折作用越大 B.折射角越大,表示这种介质对光线的偏折作用越小 C.折射角越小,表示这种介质对光线的偏折作用越大 D.折射角越小,表示这种介质对光线的偏折作用越小 ‎【解析】选B、C。根据折射率的定义n=,在入射角相同的情况下,折射角越小的介质,其折射率越大,该介质对光线的偏折作用越大;反之,折射角越大的介质,其折射率越小,该介质对光线的偏折作用越小。故B、C正确。‎ ‎5.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=‎ B.为了找出光线AO,测出的折射率为n=‎ C.为了找出光线O′B,测出的折射率为n=‎ D.为了找出光线O′B,测出的折射率为n=‎ ‎【解析】选D。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=,C错误,D正确。‎ ‎6.(多选)如图所示,把由同种材料(玻璃)制成的厚度为d的立方体A和半径为d的半球体B分别放在报纸上,从正上方(对B来说是最高点)竖直向下分别观察A、B中心处报纸上的字,下面的说法正确的是　(　　)‎ A.看到A中的字比B中的字高 B.看到B中的字比A中的字高 C.看到A、B中的字一样高 D.A中的字比没有玻璃时的高,B中的字和没有玻璃时的一样 ‎【解题指南】解答本题要注意以下两点:‎ ‎(1)作好光路图,确定好入射光线与折射光线。‎ ‎(2)半球体中,垂直入射,光线没有偏折,高度不发生变化。‎ ‎【解析】选A、D。如图所示,放在B中的字反射的光线经半球体向外传播时,传播方向不变,故人看到字的位置是字的真实位置。而放在A中的字经折射,人看到的位置比真实位置要高。‎ ‎7.如图所示,半圆玻璃砖的半径R=10cm,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】画出如图所示光路图:‎ 设折射角为r,根据折射定律n=,解得r=60°‎ 由几何知识得,△OPQ为直角三角形,所以两个光斑P、Q之间的距离L=PA+AQ=Rtan30°+Rtan60°‎ 解得L=cm=23.1 cm。‎ 答案:23.1cm ‎【延伸探究】在题目中,反射光线与折射光线的夹角多大?‎ ‎【解析】由反射定律可得反射角等于入射角,故反射角等于30°,由折射定律得折射角r=60°,故反射光线与折射光线的夹角为θ=180°-30°-60°=90°。‎ 答案:90°‎ ‎8.(2018·常德检测)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,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?‎ ‎【解析】(1)由n=得,光在玻璃中的传播速度为:v==m/s=×108m/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=,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=πL2。‎ 答案:(1)×108m/s ‎(2)‎ ‎【补偿训练】‎ 某同学在测定一厚度均匀的圆形玻璃的折射率时,先在白纸上作一与圆形玻璃同半径的圆,圆心为O,将圆形玻璃平放在白纸上,使其边界与所画的圆重合。在玻璃一侧竖直插两枚大头针P1和P2,在另一侧再先后插两枚大头针P3和P4,使从另一侧隔着玻璃观察时,大头针P4、P3和P2、P1的像恰在同一直线上。移去圆形玻璃和大头针后,在图中画出:‎ ‎(1)沿P1、P2连线方向的入射光线通过圆形玻璃后的传播方向。‎ ‎(2)光线在玻璃内的传播方向。‎ ‎(3)过光线的入射点作法线,标出入射角i和折射角r。‎ ‎(4)写出计算玻璃折射率的公式。‎ ‎【解析】(1)P1P2光线为入射光线,P3P4为通过圆形玻璃后的折射光线。‎ ‎(2)O1O2光线为入射光线P1P2在玻璃中的折射光线。‎ ‎(3)如图所示。‎ ‎(4)n=。‎ 答案:见解析 ‎【能力提升练】‎ ‎1.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。由几何关系可知入射角i=,折射角β=,所以该棱镜的折射率n=,A正确。‎ ‎2.某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n。如图甲所示,O是圆心,MN是法线,AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径。该同学测得多组入射角i和折射角r,作出sini-sinr图象如图乙所示。则　(　　)‎ A.光由A经O到B,n=1.5　 B.光由B经O到A,n=1.5‎ C.光由A经O到B,n=0.67 D.光由B经O到A,n=0.67‎ ‎【解析】选B。由图线可知===,可得n=1.5;因i是入射角,r是折射角,折射角大于入射角,故光由B经O到A,故选B。‎ ‎3.如图所示,空气中有一块横截面呈扇形的玻璃砖,折射率为。现有一细光束垂直射到AO面上,经玻璃砖反射、折射后,经OB面平行返回。已知∠AOB=135°‎ ‎,扇形的半径为r,则入射点P距圆心O的距离为　(　　)‎ A.r B.r C.rsin7.5° D.rsin15°‎ ‎【解析】选C。如图所示,过D点作法线,光线在D点折射时,由于∠AOB=135°,可知折射角为45°,由折射定律得=n,得i=30°。由几何关系知∠PCD=15°,连接OC,由反射定律知∠PCO=7.5°,PO=rsin7.5°。故选项C正确。‎ ‎4.一半圆柱形透明物体横截面如图所示,底面AOB镀银(图中粗线),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°,∠MOA=60°,∠NOB=30°。求:‎ ‎(1)光线在M点的折射角。‎ ‎(2)透明物体的折射率。‎ ‎【解题指南】解答本题应注意以下两点:‎ ‎(1)可先找出M点关于AOB平面的对称点,再确定反射光线和折射光线。‎ ‎(2)根据光路图确定光线在M点的折射角,由n=可求出透明物体的折射率。‎ ‎【解析】(1)如图所示,透明物体内部的光路为折线MPN,Q、M点相对于底面AB对称,Q、P和N三点共线。‎ 设在M点处,光的入射角为θ1,折射角为θ2,∠OMQ=α,∠PNF=β。根据题意有α=30°①‎ 由几何关系得∠PNO=∠PQO=θ2,所以β+θ2=60°②‎ 且α+θ2=β　③‎ 由①②③式得θ2=15°④‎ ‎(2)根据折射率公式有n=　⑤‎ 由④⑤式得n=≈1.932。‎ 答案:(1)15°　(2)(或1.932)‎ ‎【补偿训练】‎ 如图所示,一透明球体置于空气中,球半径R=10cm,折射率n=,MN是一条通过球心的直线,单色细光束AB平行于MN射向球体,B为入射点,AB与MN间距为5cm,CD为出射光线。‎ ‎(1)补全光路图并求出光从B点传到C点的时间。‎ ‎(2)求CD与MN所成的角α。‎ ‎【解析】(1)连接BC,如图所示。在B点光线的入射角、折射角分别标为i、r,sini==,所以i=45°。‎ 由折射定律:‎ 在B点有:n=,sinr=,故r=30°,‎ BC=2Rcosr,t==。‎ 代入数据解得t=8.2×10-10s ‎(2)由几何关系可知∠COP=15°,∠OCP=135°,α=30°‎ 答案:(1)见解析　(2)30°‎