41光的折射同步练习(Word版含解析)

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试卷第1页,共8页 鲁科版 (2019)选择性必修一 4.1 光的折射

一、单选题

1.在很多情况下,我们对物理规律的理解和认识是通过观察和比较物理现象来进行的。在下列的观察及根据观察所得出的相应结论中正确的是( )

A.相同的弹簧受到不同的拉力,拉力越大,弹簧的形变量越大,说明弹簧的劲度系数和拉力的大小有关

B.从同一高度同时做自由落体运动和做平抛运动的相同小球能同时落地,说明这两个小球的运动都满足机械能守恒

C.一束平行白光射向玻璃三棱镜,不同颜色的光经过三棱镜偏折的角度不同,说明了玻璃对不同颜色光的折射率不同

D.把一根条形磁铁插入闭合线圈,磁铁插入的速度越大,感应电流越大,说明感应电动势的大小和磁通量变化的大小有关

2.一底面半径为R的半圆柱形透明体的折射率为2n,横截面如图所示,O表示半圆柱形截面的圆心。半圆柱对称轴OP上有一发光点S,距离圆心O为2R,当某角度的强度值很小时,sintan,圆的弦长可以近似代替弧长。当沿着PO方向观察时,实际观察到的发光点S到P点的距离为( )

A.3R B.4R C.5R D.22R

3.如图所示,ABC为某种玻璃制成的三棱镜的横截面,其中4560ABAB,,长度为30cm。今有一束单色光从P点垂直BC边入射,边AC边上的M点出射,出射方向与AC的夹角为60,则玻璃的折射率为( ) 试卷第2页,共8页

A.2sin15 B.1sin15 C.2cos15 D.12cos15

4.两束细平行光a和b相距为d,从空气中互相平行地斜射到长方体玻璃砖的上表面,如图所示,若玻璃对a的折射率小于对b的折射率。当它们从玻璃砖的下表面射出后,有( )

A.两束光仍平行,间距等于d B.两束光仍平行,间距大于d

C.两束光仍平行,间距小于d D.两束光不再相互平行

5.如图所示,等腰三角形ABC为一棱镜的横截面,,30ABAClB。一细束单色光平行于底边BC从AB边上的D点(35lBD)射入棱镜,从AC边上的E点平行底边BC射出棱镜,且25lCE,已知光在真空中的传播速度为c。则( )

A.该棱镜的折射率为3 B.该棱镜的折射率为1.5

C.光在该棱镜中传播的速度大小为34c D.光在该棱镜中传播的时间为435lc

6.白光通过三棱镜发生色散现象,下列说法正确的是( )

A.不同颜色的光在真空中的光速不同 试卷第3页,共8页 B.在同一介质中红光的折射率比紫光大

C.在同一介质中红光的光速比紫光大

D.每种颜色的光通过三棱镜都会分成几种颜色的光

7.一束单色光穿过两块两面平行的玻璃砖,出射光线与入射光线的位置关系可能正确的是( )

A. B.

C. D.

8.下列说法正确的是( )

A.雨后天空出现的彩虹是光的衍射现象

B.不透光圆片后面的阴影中心出现一个亮斑是光的衍射现象

C.在太阳光照射下,架在空中的电线在地面上不会留下影子是光的衍射现象

D.白光经过三棱镜后形成的彩色光带是光的衍射现象

9.关于介质的折射率,下列说法正确的是( )

A.由折射率的公式12sinsinn可知,介质的折射率与入射角θ1的正弦成正比

B.由折射率公式cnv可知,介质的折射率与光在介质中的传播速度v成反比

C.折射率反映的是介质本身的光学性质由介质本身及光的性质共同决定

D.玻璃的折射率大于1,水的折射率小于1

10.如图所示,一束复色光经三棱镜后分开成a、b、c和d四种单色光。用这四种单色光分别照射金属钾板,其中c光恰好可从金属钾板上打出光电子;也可以用这四种单色光分别作为双缝干涉实验的光源。下列说法正确的是( )

试卷第4页,共8页 A.d光的频率最高

B.d光在棱镜中的折射率最大

C.a光产生的干涉条纹宽度最大

D.a光打出的光电子的遏止电压最大

11.如表所示是某种频率的光常温下从真空向介质入射时几种介质对真空的折射率,由表中数据结合相关知识可以知道( )

几种介质的折射率

介质 折射率 介质 折射率

金刚石 2.42 岩盐 1.55

二硫化碳 1.63 酒精 1.36

玻璃 1.5~1.8 水 1.33

水晶 1.55 空气 1.00028

A.这种光在玻璃中的速度大于在水中的速度

B.这种频率的光用同一装置在水中进行双缝干涉实验观测的条纹间距大于在空气中观测的条纹间距

C.光密介质的密度一定大于光疏介质密度

D.这种频率的光从水晶射入空气比从水射入空气更容易发生全反射

12.对于波的折射现象,下列说法正确的是( )

A.当入射速度小于折射速度时,折射光线偏离法线

B.当波垂直界面入射时,传播方向不改变,波速和波长都不改变

C.在波的折射中,波的频率不改变,波速和波长都发生改变

D.波发生折射时一定不会发生反射现象

13.光在某种玻璃中的传播速度是8310m/s,要使光由玻璃射入空气时折射光线与反射光线成90°夹角,则入射角应是( )

A.30° B.37° C.45° D.60°

14.一束激光垂直照射在光屏上,形成一圆形光斑如图甲所示。现在光屏前放置一透明的玻璃圆柱体,让激光垂直圆柱体轴线入射,光束经过圆柱体后照射在光屏上,如图乙所示。则在光屏上观察到的光斑形状可能为( ) 试卷第5页,共8页

A. B.

C. D.

15.如图,空气中有一束复色光从O点入射到半圆柱体玻璃砖。因不同颜色的光在该玻璃砖中折射率不同,导致玻璃中的两束折射光线分别从A、B点出射。记从A、B两点出射的光在玻璃砖中传播的时间分别为At和Bt,则( )

A.At大于Bt B.At等于Bt

C.At小于Bt D.因入射角度未知,无法比较At和Bt大小

二、填空题

16.空中有一只小鸟,距水面3 m,在其正下方距水面4 m深处的水中有一条鱼.已知水的折射率为4/3,则鸟看水中的鱼离它多远 ,鱼看天上的鸟离它多远 .

17.波的折射:光从一种介质进入另一种介质时会发生折射,同样,其他波从一种介质进入另一种介质时也发生_______。 试卷第6页,共8页 18.如图,△ABC为一玻璃三棱镜的横截面,∠A=30°,一束红光垂直AB边射入,从AC边上的D点射出,其折射角为60°,则玻璃对红光的折射率为_____。若改用蓝光沿同一路径入射,则光线在D点射出时的折射射角______(“小于”“等于”或“大于”)60°。

19.如图,某同学在研究色散现象时,对着圆心O从半圆形“空腔”玻璃砖ABC(内部为真空,周围是玻璃)的弧形面上P点射入一束白光,发现在与AC平行的屏幕上出现了彩色光带DD′。

∠光带上最靠近D的是__________(填“红”、“绿”或“紫”)光;

∠取走玻璃砖后,该同学测得了以下数据:PO=10cm,OD=54.6cm,PQ=8cm,DQ′=27.3cm,由此可知,玻璃对射向D的色光的折射率为_________;已知真空中的光速为3×108m/s,则该色光在玻璃砖中的光速为__________m/s。

三、解答题

20.如图所示为一透明玻璃球过球心O的截面图,半径为R,球的右半部分涂有反光材料。一束单色光平行于水平直径AB,以60°的入射角射入玻璃球。从玻璃球射出的光线平行于入射光线,不考虑光线在玻璃球内的多次反射。已知光在真空中的传播速度大小为c。求:

(1)玻璃球对该单色光的折射率;

(2)光线在玻璃球内的传播时间。 试卷第7页,共8页

21.如图所示,边长为L的正方体透明介质放在水平面上,在地面上离AB面距离为12L的P点有一个光源,向透明介质的左侧AB面射出一束光,当此光线与水平面夹角为53°时,在AB面的折射光线刚好照射到C点,求:(sin530.8,cos530.6)

(1)透明介质对光的折射率;

(2)此光束在透明介质中传播的时间(已知光在真空中传播速度为c,不考虑光在透明介质内表面的反射)。

22.如图所示的直角三角形ABC是柱形玻璃砖的横截面,∠A=30°,∠B=90°,BC的长为L,BC所在的玻璃砖面镀银,E为BC边的中点。一束平行于AB的光束从AC边上的某点射入玻璃砖,进入玻璃砖后(光线未在图中画出),在BC边上的E点被反射,EF是该反射光线,且EF恰与AC平行。求:

(1)作出光从空气进入玻璃砖到出玻璃砖的光路图。

(2)该玻璃砖的折射率;

(3)该光束从AC边上射入玻璃砖后在玻璃砖中传播的时间(光在真空中的速度为c)。

23.2021年12月9日,“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为青少年带来了一场精彩纷呈的太空科普课。王亚平在水膜里注水,得到了一个晶莹剔透的水试卷第8页,共8页 球,接着又在水球中央注入一个气泡,形成了两个同心的球,如图所示,MN是通过球心O的一条直线,一单色细光束AB平行于MN从B点射入球体,出射光线CP与MN的交点P到球心O的距离是球半径R的2倍,且与MN所成的角=30°,求:

(1)水对此单色光的折射率;

(2)为不改变该光束的传播,气泡(球)的半径不得超过多少(不考虑R的变化)?

24.我国古代著作《墨经》中记载了小孔成倒像的实验,认识到光沿直线传播。身高1.6m的人站在水平地面上,其正前方0.6m处的竖直木板墙上有一个圆柱形孔洞,直径为1.0cm、深度为1.0cm,孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。此时,由于孔洞深度过大,使得成像不完整,如图所示。现在孔洞中填充厚度等于洞深的某种均匀透明介质,不考虑光在透明介质中的反射。

(1)若该人通过小孔能成完整的像,透明介质的折射率最小为多少?

(2)若让掠射进入孔洞的光能成功出射,透明介质的折射率最小为多少? 答案第1页,共15页 参考答案:

1.C

【详解】

A.相同的弹簧受到不同的拉力,拉力越大,弹簧的形变量越大,不能说明弹簧的劲度系数和拉力的大小有关,实质上弹簧的劲度系数由弹簧本身决定,与拉力无关,故A错;

B.从同一高度同时做自由落体运动和做平抛运动的相同小球能同时落地,只能这两个小球竖直方向的运动相同,都是自由落体运动,不能说明这两个小球的运动都满足机械能守恒,故B错误;

C.一束平行白光射向玻璃三棱镜,不同颜色的光经过三棱镜偏折的角度不同,说明相同的

入射角折射角不同,根据折射定律可知玻璃对不同颜色光的折射率不同,故C正确;

D.把一根条形磁铁插入闭合线圈,磁铁插入的速度越大,感应电流越大,说明感应电动势的大小和磁通量变化快慢的大小有关,而不能说明磁通量变化的大小有关,故D错误。

故选C。

2.A

【详解】

作出光路图如图所示

则有

sin11sin2irn

在ASO△中根据正弦定理得

2sinsinRRiASP