新人教版高中物理13.1光的反射和折射课时训练选修3_4
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光的反射和折射
基础夯实
一、选择题。
1.如图，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°。己知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行。此玻璃的折射率为（ ）
A．B．C．1.5 D．2
2．如图所示，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和透射光束2.已知玻璃柱的折射率为3，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点垂直于纸面的轴线顺时针转过15°，如图中虚线所示，则( )
A．光束1转过15°B．光束1转过30°
C．光束2转过的角度小于15°D．光束2转过的角度大于15°
3．在水中的潜水员斜向上看岸边的物体时，看到的物体( )
A．比物体所处的实际位置高
B．比物体所处的实际位置低
C．跟物体所处的实际位置一样高
D．以上三种情况都有可能
4．（多选）如图所示，落山的太阳看上去正好在地平线上，但实际上太阳已处于地平线以下，观察者的视觉误差大小取决于当地大气的状况。造成这种现象的原因是(
)
A．光的反射B．光的折射C．光的直线传播 D．小孔成像
5.（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33 B．此介质折射率为3 C．光在介质中速度比在空气中小
D．光在介质中速度比在空气中大
二、计算题。
6．为从军事工事内部观察到外面的目标，在工事壁上开一长方形孔。设工事壁厚d＝34.64cm，孔的宽度L＝20cm，孔内嵌入折射率n＝3的玻璃砖如图所示，试问：
(1)嵌入玻璃砖后，工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少？
(2)要想使外界180°范围内景物全被观察到，应嵌入多大折射率的玻璃砖？
7.如图所示，人站在距槽边D为l＝1.2 m处，刚好能看到槽底的B位置，人眼距地面的高度H＝1.6
m，槽中注满某种透明液体时，人刚好能看到槽底中央O点处．求：
(1)液体的折射率；
(2)光在该液体中的传播速度.
能力提升 一、选择题。
1．以往，已知材料的折射率都为正值(n>0)。现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值(n<0)，称为负折射率材料。位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r依然满足sinisinr＝n，但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)。现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出。若该材料对此电磁波的折射率n＝－1，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是(
)
2．如图所示，井口大小和深度相同的两口井，一口是枯井，一口是水井(水面在井口之下)，两井底部各有一只青蛙，则(
)
A．水井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星
B．枯井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星
C．水井中的青蛙觉得井口小些，晴天的夜晚，枯井中的青蛙能看到更多的星星
D．两只青蛙觉得井口一样大，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星
3.现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成，夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目。这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的，如图所示，反光膜内均匀分布着直径为10μm的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为3，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射→反射→再折射后恰好和入射光线平行，那么第一次入射的入射角应是( )
A．15° B．30°C．45° D．60°
4．如图所示，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( ) A.12B.22C.3D.33
5．如图所示，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．1、2、3(彼此平行)中的任一条都有可能
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
6．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
7.（多选）DVD光盘由塑料保护层和信息记录层组成．如图所示，激光束以入射角θ从空气入射到厚度为d、折射率为n的塑料保护层后，聚焦到信息记录层的光斑宽度为a，才能有效获取信息．在保证a不变的前提下，减小激光束照到塑料保护层的宽度l(l＝a＋2b)，则( )
A．须满足sinθ＝nbb2＋d2 B．须满足sinθ＝bnb2＋d2
C．在θ和n不变时，须减小d D．在θ和d不变时，须减小n
二、计算题。
8．河中有条小鱼，某时刻小鱼的实际深度为H，一人从水面正上方往水中看，他感觉到的小鱼的深度为多大？(设水的折射率为n)
9.如图所示，某透明材料制成的半球形光学元件直立放置，其直径与水平光屏垂直接触于M点，球心O与M间距离为103cm。一束激光与该元件的竖直圆面成30°角射向圆心O，结果在光屏上出现间距为d＝40cm的两个光斑，请完成光路图并求该透明材料的折射率。
10.一半径为R的1/4球体放置在水平桌面上，球体由折射率为3的透明材料制成．现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，如图所示．已知入射光线与桌面的距离为3R/2，求：
(1)光线射入球体表面的折射角；
(2)光线从球体竖直表面射出时的出射角θ.
11.如图所示，一个半径为R、折射率为的透明玻璃半球体，O为球心，轴线OA水平且与半球体的左边界垂直，位于轴线上O点左侧R/3处的点光源S发出一束与OA夹角θ=60°光线射向半球体；已知光在真空中传播的速度为c，求：光线第一次从玻璃半球体出射时的方向以及光线在玻璃半球内传播的时间．
第十三章
第一节
基础夯实
1.B 2.B 3.A 4.BD 5.BC
6.（1）嵌入玻璃砖后，工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为120°（2）要想使外界180°范围内的景物全被观察到，应嵌入折射率是2的玻璃砖．
7.（1)1.71（2)1.75×108m/s
能力提升
1.B解析：本题考查电磁波的折射问题，关键要明确负折射率材料的特点，根据题中所给负折射材料的性质，入射光线和折射光线位于法线的同一侧，由此可知，A、D选项错误，根据折射定律sinisinr＝n＝－1。所以同一侧的入射角等于折射角，B对C不正确。
2.A解析：这是一道典型的视野问题，解决视野问题的关键是如何确定边界光线，是谁约束了视野等。如本题中由于井口边沿的约束而不能看到更大的范围，据此根据边界作出边界光线．如图所示。水井中的青蛙相当枯井中离开井底一定高度的青蛙，看向井口和天空β>α，所以水井中的青蛙可看到更多的星星，故选项A正确，B、C、D错误。
3.A 4.C 5.B 6.A 7.AC
8．Hn 解析：如图所示，设小鱼在S处，从鱼反射出的光线SO垂直水面射出，光线SO1与SO间的夹角很小。因一般人的瞳孔的线度为2～3mm，θ1、θ2为一组对应的折射角和入射角，可知θ1、θ2均很小。由数学知识知：
sinθ1≈tanθ1＝OO1h，sinθ2≈tanθ2＝OO1H 由折射定律得：n＝sinθ1sinθ2＝OO1/hOO1/H＝Hh，得h＝Hn
即他感觉到的小鱼的深度为实际深度的1n，即变浅。
9.3 解析：光屏上的两个光斑分别是激光束经光学元件反射与折射的光线形成，其光路图如图所示依题意，令R＝103cm，据反射规律与几何关系知，反射光线形成光斑P1与M点的距离为d1＝Rtan30°
激光束的入射角i＝60°，设其折射角为r，由几何关系可知折射光线形成光斑P2与M点距离
