选修3-4光地折射率练习带问题详解

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1、第四章光的折射第1节光的折射定律课前预习练1. 光从一种介质射到它与另一种介质的时，一部分或全部光会返回到原 介质的现象，叫反射现象发生反射现象时，反射光线与入射光线、法线在 内，反射光线与入射光线分别位于法线的;反射角入射角这就是光的2光从一种介质射到它与另一种介质的时，一部分光进入另一种介质的现象，叫折射现象发生折射现象时，折射光线与入射光线、法线处在内，折射光线与入射光线分别位于的两侧；入射角i的正弦与折射角r的正弦成正比，即.3光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的与折射角的之比，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率，用符号n表示.4. 关于光的折射现象，说法正确的是（）A. 光的传

2、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如果光以同一入射角从真空射入不同介质，则折射率越大的介质（）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课堂探究练【概念规律练知识点一

3、折射现象的定性分析1. 假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到的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. 某些区域将提前，在另一些地区将延后D. 不变2. 一个人站在湖边，观察离岸一段距离的水下的一条鱼，这个人看到的鱼的位置和鱼 在水下真实的位置相比较，下列说法中正确的是（）A. 在鱼真实位置的正下方某处B. 在鱼真实位置上方的某处C在鱼真实位置下方偏向观察者的某处D.所给条件不足，无法确定观察到的鱼的位置知识点二对折射率的理解3. 关于折射率，下列说法正确的是（）多选A. 根据sni=n可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比B根据=n可知，介质的折射率与折射角的

4、正弦成反比B丄丄丄IC根据n=V可知，介质的折射率与介质中的光速成反比D.同一频率的光由第一种介质进入第二种介质时，折射率与介质中波长成反比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1所示的折射现象 0）.下列结论中正确的是（）多选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【方法技巧练】折射定律的应用技巧5. 半径为R的1/4球体放置在水平桌面上，球体由折射率为V3的透明材料制成.现 有一束垂直于过球心O的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面

5、上，折射入球体后 再从竖直表面射出，如图2所示.已知入射光线与桌面的距离为 逅R/2.求出射角r.6. 长直杆长1.5 m，垂直立于底部平坦、水面平静无波的游泳池中，露出水面部分高 0.3 m，当阳光以与水面成37的夹角入射时，杆在游泳池底部所成的影长为多少？（已知水4的折射率n=3）课后巩练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90C. 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号，则A感知到的发光物应在（2. 如图3所示为地球及其大气层，高空有侦察卫星A接收到地球表面P处发出的

6、光信 ）MA.B.C.D.3.图中P点图中P点靠M的一侧 图中P点靠N的一侧 以上位置都有可能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点如图4所示,（半圆的圆心），产生反射光束1和透射光束2.已知玻璃柱的折射率为冯？，入射角为45（相应 的折射角为24）.现保持入射光不变， 15，如图中虚线所示，贝则：）多选将半圆柱绕通过O点垂直于纸面的轴线顺时针转过A.B.C.D.4.介质III的折射率最小光在介质I中的传播速度最大介质III的折射率最大光束1转过15光束1转过30光束2转过的角度小于15光束2转过的角度大于15一条光线以40的入射角从真空射到平板透明材料上，光的一部分被反射

7、，一部分 被折射，折射光线与反射光线的夹角可能是（）A.小于40B.在50100之间C.在100140之间D.大于1405. 有I、II、III三种介质，光线的传播方向以及光线与介质分界面的夹角如圏所示, 由此可以判断（）A.B.C.D.6. 如图6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,从AC射出进入空气,测得出射光线与入射光线夹角为30，则棱镜的折射率为（1-2A.C7如图7所示，两块相同的玻璃直角三棱镜ABC,两者的AC面是平行放置的，在它 们之间是均匀的未知透明介质.一单色细光束O垂直于AB面入射，在图示的出射光线中a r图7A. 1、2、3（彼此平行）中

8、的任一条都有可能B. 4、5、6（彼此平行）中的任一条都有可能C. 7、8、9（彼此平行）中的任一条都有可能D. 1、2、3、4、5、6、7、8、9中的任一条都有可能8.如图8所示，半圆玻璃砖的半径R=10 cm,折射率为n = 3，直径AB与屏幕MN 垂直并接触于A点.激光a以入射角r=30射向半圆玻璃砖的圆心O,结果在水平屏幕MN 上出现两个光斑.求两个光斑之间的距离L.MNPB9. 一光线以很小的入射角i射入一厚度为d、折射率为n的平板玻璃，求出射光线与入 射光线之间的距离（i很小时,sin cos i1）.第1节光的折射定律答案课前预习练1. 分界面 同一平面两侧等于反射定律2. 分界

9、面 同一平面 法线Sin;=n3. 正弦正弦4. C5. D 由口=沁可知，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 sin. rc定的，所以A、B均错.由n=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正确6. 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 sin. r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C正确课堂探究练1. B假如地球周围没有大气层，太阳光将沿直线传播，如图所示，在地球上B点的人将 在太阳到达A，点时看到日出；而地球表面有大气层时，由于空气的折射率

10、大于1，并且离 地球表面越近，大气层的密度越大，折射率越大，太阳光将沿如图所示AB曲线进入在B 处的人眼中，使在B处的人看到了日出.但在B处的人认为光是沿直线传播的，认为太阳 位于地平线上的A，点，而此时太阳还在地平线以下，相当于日出时刻提前了，所以无大气 层时日出的时间将延后.点评将大气层看成数层折射率由上到下（地球表面）依次增大的均匀介质层叠合而成 的；光由折射率较小的介质斜射向折射率较大的介质时，光线将向法线偏折.以上两点即可 确定光在大气中的传播情况.2. B如图所示，人在岸上看离岸一段距离的水下的鱼，应是从鱼的位置发出的光:实际上 是鱼的反射光），经折射后射入人的眼睛，看到的是鱼的像

11、.把鱼看做一个发光点S，人看 到的是折射光线的反向延长线交于发光点S的右上方S，点，这说明人看到的是鱼的虚像， 且位置是偏向右上方，所以选项B正确点评 此类题目，要根据题意画出光路图，再根据光路图解决题目中提出的问题.3. CD 介质的折射率n与入射角i及折射角r的正弦无关，即A、B错；介质的折射 率与介质的光学性质和光在介质中的速度有关，C正确；光由一种介质进入另一种介质频率九 f 九不变，由n=、真真得折射率与介质中的波长成反比，D正确.v 人I 人介介点评 折射率由介质的性质和入射光的频率共同决定（第7节内容）.sin ic4. AC 由公式n=,可得折射率n n , C正确，D错误.由

12、v=, n v_,Sin ra bn a b a bA正确，B错误.点评折射率是反映介质光学性质的物理量，它是由介质的性质和入射光的频率共同 决定的，同一介质对确定的单色光而言，对应的折射率一定，不同介质对同一单色光（频率 一定）的折射率一般是不相同的，折射率是用比值定义的物理量口=黑，其中“i”表示光 在空气中的入射角，在sin i 一定的条件下，折射率较大的介质中，光线的折射角的正弦值 sin r较小.可见，光的折射率表示在折射现象中折射光线相对于入射光线偏折程度的物理量.c公式n=v表示了真空中光速c和光在介质中的速度v与折射率n的关系，折射率较 大的介质中，光速较小.5. 60解析设入

13、射光线与1/4球体的交点为C,连接OC, 0C即为入射点的法线.因此，图 中的角a为入射角.过C点作球体水平表面的垂线，垂足为B.依题意，ZCOB=i.又由 OBC 知，i=60.设光线在C点的折射角为r1，由折射定律得册=昉，3rBC 2 Rsin i = OC=2 1 sinr1，因此sin r=，r=60由以上两式得” = 30.由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角甲如图）为30.由折 射定律得勢=*因此 並sin r1 寸 36. 1.3 msin isin i sin 533解析 依题意作图如图所示，依据折射定律n=snt，得sin=晋= 产=5343Z02=37，影长 s=

14、0.3Xtan 53 m+1.2Xtan 37 m=0.3X3 m+1.2X4 m= 1.3 m.方法总结 利用光路图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，与折射定律口=浮中的各量准确对应，B丄丄丄丄比如一定要确定准哪个角在分子上、哪个角在分母上.(3) 利用折射定律口=需、折射率与光速的关系n=V列方程，结合数学三角函数的关系B丄丄JL JLV进行运算.课后巩固练1. ABC

15、 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,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，选项 C正确.2. B 由于大气层的存在，侦察卫星在A处接收到的P处发出的光信号的光路大致如 图中实线所示，由图可知选项B正确，A、C、D错误.3. BC 转动前，光束1(反射光线)与入射光线间的夹角为A=45X2=90，光束2(折 射光线)与入射光线间的夹角为B=45+(180-

16、24) = 201.转动后，反射光线与入射光线的sin 60。夹角A =60X2=120。，根据折射定律，匚市=逅，得0 = 30，则折射光线与入射光线Si丄丄O间的夹角为 B =60+(180-30) = 210，因此 AA=A -A=30，AB=B -B = 9， 故B、C项正确.4. C由耳“=n1，得折射角ri=40，由反射定律得i =i=40，如图所示，故折射光 sin. r线与反射光线的夹角p=180-iz -r=140-r，所以100。申140。.5. AB 由相对折射率和绝对折射率的关系可知：n sin 45 = n sin 40 n n232 3而 nin 45sin 26=

17、n3sin2 40，所以片出即n2n1n3，B项对，D项错.由 n1v1=n2v2=n3v3 = c，可知 v2v1v3，A 项对，C 项错.6. C 顶角A为30，则光从AC面射出时，在玻璃中的入射角r=30.由于出射光线 和入射光线的夹角为30，所以折射角i=60.由光路可逆和折射率的定义可知口=宴=/3,sin. rC项正确.7. B 光束射到AC面进入未知的透明介质将发生折射，如何折射需要比较未知介质与玻璃的折射率，若未知介质折射率大于玻璃，则折射光偏离水平线向上；若未知介质折射 率小于玻璃，则折射光偏离水平线向下；还有可能是未知介质与玻璃的折射率相同，不发生 折射的特殊情形.但无论是

18、哪一种可能情形，折射光射到倒立玻璃三棱镜再次折射后一定沿 原来的方向射出.故4、5、6中的任一条都有可能，B项对.8. 23.1 cmMNB解析 画出如图所示的光路图，设折射角为i,根据折射定律sin i n=sin r解得i=60由几何知识得，AOPO为直角三角形，所以两个光斑P、Q之间的距离L=PA+AQ=Rtan 30+Rtan 60解得 L=4； 3 cm23.1 cm9.解析 如图，设光线以很小的入射角i入射到平板玻璃表面上的A点，折射角为r，从 平板玻璃另一表面上的B点射出，设AC为入射光线的延长线，由折射定律和几何关系可 知，它与出射光线平行，过B点作BD丄AC,交AC于D点，则BD的长度就是出射光线 与入射光线之间的距离，由折射定律得sin i =nsin r由几何关系得ZBAD=i-rABdcos r出射光线与入射光线之间的距离为BD = AB sin(i-r)当入射角i很小时，有sin m，sin rr，sin(ir)ir，cos r1由此及式得BD(n1)d. =in