2012高中物理 13.1光的反射和折射4每课一练 新人教版选修3-4

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1、13.1光的反射和折射同步练习81．如图13－1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(　　)图13－1A．光的反射B．光的折射C．光的直线传播D．小孔成像解析：光经过大气层，其空气分布不均匀，而折射率不同，光发生折射现象使光传播方向发生改变所致。答案：B2．光从某种介质中射入空气中，入射角θ1从零开始增大时，折射角θ2也随之增大，下列说法正确的是(　　)A．比值不变B．比值不变C．比值是一个大于1的常数D．比值是一个小于1的常数

2、解析：根据折射定律，光由一种介质进入另一种介质中，＝常数，可知B正确；由光路的可逆定理可知＝n，且n＞1，故＝＜1，D正确。答案：B、D3．如图13－4所示，两块同样的玻璃直角三棱镜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．只能是4、6中的某一条解析：光线由左边三棱镜AB面射入棱镜，不改变方向，接着将穿过两

3、三棱镜间的未知透明介质进入右边的三棱镜，由于透明介质的两表面是平行的，因此它的光学特性相当于一块两面平行的玻璃砖，能使光线发生平行侧移，只是因为它两边的介质不是真空，而是折射率未知的玻璃，因此是否侧移以及侧移的方向无法确定(若未知介质的折射率n与玻璃折射率n玻相等，不偏移；若n＞n玻时，向上侧移；若n＜n玻时，向下侧移)，但至少可以确定方向没变，仍然与棱镜的AB面垂直。这样光线由右边三棱镜AB面射出棱镜时，不改变方向，应为4、5、6中的任意一条，选项B正确。答案：B4．为了观察门外情况，有人在门上开一小圆孔，将一块圆柱形

4、玻璃嵌入其中，圆柱体轴线与门面垂直，如图13－6所示。从圆柱底面中心看出去，可以看到的门外入射光线与轴线间的最大夹角称作视场角。已知该玻璃的折射率为n，圆柱长为l，底面半径为r。则视场角是(　　)A．arcsinB．arcsinC．arcsinD．arcsin解析：如图光路所示，依题意可得sinθ＝，由n＝得i＝arcsin(nsinθ)＝arcsin。答案：B5．如图13－8(甲)所示，将筷子竖直插入玻璃杯内，从俯视图中的P点沿水平方向看到的应该是图13－8(乙)中的哪个图形(　　)解析：筷子在水中部分反射的光到达P点

5、后折射，如图所示。筷子的上半部分偏左，下半部分更偏左，且更粗。答案：D6．一束光线射到一个玻璃球上，如图13－10所示。该玻璃球的折射率是，光线的入射角是60°。求该束光线射入玻璃球后第一次从玻璃球射出的方向。解析：光线射入玻璃球后第一次从玻璃射出的光路如图所示。由折射定律得＝n，＝。因△AOB为等腰三角形，则i2＝r1。由几何关系知：r1＋∠1＝60°，i2＋∠2＝r2，又由图知，∠3是出射光线相对于入射光线的偏折角，且∠3＝∠1＋∠2。联立以上各式解得∠3＝60°，即第一次从玻璃射出的光线与入射光线的夹角为60°。答

6、案：与入射方向成60°角7．在折射率为n、厚度为d的玻璃平板上方的空气中有一点光源S，从S发出的光线SA以入射角θ入射到玻璃板上表面，经过玻璃板后从下表面射出，如图13－12所示。若沿此光线传播的光从光源到玻璃板上表面的传播时间与在玻璃板中的传播时间相等，点光源S到玻璃板上表面的垂直距离l应是多少？解析：设光线在玻璃中的折射角为r，则光线从S到玻璃板上表面的传播距离l1＝；光线从S到玻璃板上表面的传播时间t1＝，其中c表示空气中的光速。光线在玻璃板中的传播距离l2＝，光线在玻璃板中的传播时间t2＝，据题意有nd/cosr

7、＝，由折射定律sinθ＝nsinr，解得l＝d＝。答案：8．如图13－13所示，有一截面是直角三角形的棱镜ABC，∠A＝30°。它对红光的折射率为n1，对紫光的折射率为n2。在距AC边d处有一与AC平行的光屏。现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB边射入棱镜。求：(1)红光和紫光在棱镜中的传播速度比为多少？(2)若两种光都能从AC面射出，求在光屏MN上两光点间的距离。解析：(1)v红＝c/n1v紫＝c/n2所以v红/v紫＝n2/n1(2)如图所示，由折射定律知：＝n1，＝n2Δx＝d(tanr2－tanr1)＝d。答

8、案：(1)　(2)d