高中物理 第13章 光 1 光的反射和折射学业分层测评 新人教版

光的反射和折射

(建议用时：45分钟)

[学业达标]

1．关于折射率，下列说法正确的是( ) 【导学号：23570086】

A ．某种介质的折射率等于光在介质中传播速度v 和光在真空中的传播速度c 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，折射率小的介质折光性较差

D ．任何介质的折射率都大于1

E ．折射率的大小由介质本身决定

【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 不对；折射率与折射角和入射角的大小无关，B 不对．

【答案】 CDE

2.如图13­1­7所示，光在真空和某介质的界面MN 上发生折射，由图可知( )

图13­1­7

A ．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32

D ．介质的折射率为3

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 ＝sin i sin r ＝sin 60°sin 30°

＝3，只有B 、D 、E 正确． 【答案】 BDE

3．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将________(填“提前”或“延后”)。

【解析】 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 点的人们将在太阳到达A ′点时看到日出；而地球表

面有大气层，由于空气的折射率大于1，并且离地球表面越近，大气层

越密，折射率越大，太阳光将沿如图所示AB 曲线射入在B 处的人眼中，

使在B 处的人看到了日出．但B 处的人认为光是沿直线传播，则认为太

阳位于地平线上的A′点，而此时太阳还在地平线下，日出的时间提前了，所以无大气层时日出的时间将延后．

【答案】 延后

4．如果光线以大小相等的入射角，从真空射入不同介质，若介质的折射率越大，则折射角越________，说明折射光线偏离原来方向的程度越________. 【导学号：23570087】

【解析】 根据折射定律，sin θ1sin θ2＝n 12，当光以相等的入射角从真空向介质入射时，sin θ1一定，n 12越大，sin θ2就越小，θ2越小，说明光偏离原来的传播方向的角度就越大．

【答案】 小 大

5．插入水中的筷子，水里部分从水面斜着看起来是向________曲折．

【解析】 由光的折射定律知，水中的筷子所成的像比实际位置浅，则应向上曲折．

【答案】 上

6.用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，已画好玻璃砖界面aa ′和bb ′，不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在如图13­1­8所示的位置上，而实验中其他操作均正确，测得的折射率将________(填偏大、偏小或不变)．

图13­1­8

【解析】 可作出经过玻璃砖的光路图，由几何知识可知，测出的折射角与正确值相同．

【答案】 不变

7．一条光线从空气射入折射率为2的介质中，入射角为45°，在界面上入射光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光线和折射光线的夹角是多大？

【解析】 如图所示，根据折射定律sin θ1sin θ2＝n ，则sin θ2＝sin θ1n

＝sin 45°2

＝12，θ2＝30°，反射光线与折射光线的夹角是105°. 【答案】 105°

8．一条光线以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，一部分被折射，求折射光线与反射光线的夹角φ. 【导学号：23570088】

【解析】 由sin θ1sin θ2

＝n ＞1，得折射角θ2＜θ1＝40°，由反射定律得θ3＝θ1＝40°，如图所示，故折射光线与反射光线的夹角φ＝180°－θ3

－θ2＝140°－θ2，所以100°＜φ＜140°.

【答案】 100°＜φ＜140°

[能力提升]

9.两束细平行光a 和b 相距d ，从空气中相互平行地斜射到长方体玻璃砖的上表面，如图13­1­9所示，若玻璃对a 的折射率大于对b 的折射率，当它们从玻璃砖的下表面射出后，两束光________(仍平行或不平行)，间距________d (填“＝”“＜”或“＞”)．

图13­1­9

【解析】 如图所示，光线经两表面平行的玻璃砖后方向不变，

出射光线是平行的，根据折射定律得n a ＝sin i sin r a ，n b ＝sin i sin r b

，由题意知，n a ＞n b ，则r a ＜r b ，故d ′＜d .

【答案】 仍平行 ＜

10．如图13­1­10所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃

砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P 1、P 2确定入射光线，并让入射光线过圆心O ，在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P 3，使P 3挡住P 1、P 2的像，连接OP 3，图中MN 为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B 、C 分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB 、CD 均垂直于法线并分别交法线于A 、D 点．

图13­1­10

(1)设AB 的长度为l 1，AO 的长度为l 2，CD 的长度为l 3，DO 的长度为l 4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量的有________，则玻璃砖的折射率可表示为________．

(2)该同学在插大头针P 3前不小心将玻璃砖以O 为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)．

【解析】 (1)n ＝sin ∠AOB sin ∠DOC ＝AB CD ＝l 1l 3，即需用刻度尺测量的有l 1和l 3.n ＝l 1l 3

. (2)玻璃砖以O 为圆心顺时针转，则其法线也顺时针转，设转过小角度α.由作图得n 测＝sin θ1sin θ2，而事实n 真＝sin θ1＋αsin θ2＋α

.由三角函数知n 测＞n 真，即偏大． 【答案】 (1)l 1、l 3 l 1l 3

(2)偏大 11．如图13­1­11所示，一棱镜的横截面为直角三角形ABC ，∠A ＝30°，斜边AB ＝