2021年春高中物理选修3-4-课时达标·效果检测-13.1-光的反射和折射.docx

温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调整合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时达标效果检测一、选择题1.(2022合肥高二检测)如图所示,一条光线由空气射到半圆玻璃砖表面的圆心处,玻璃砖的半圆表面上(反射面)镀有银,则图示几个光路图中,能正确、完整地表示光线行进过程的是()【解析】选D。在圆心处发生折射和反射,进入半圆表面后沿原路返回,光从玻璃射向空气中时在界面上发生反射和折射。2.(2022成都高二检测)某争辩性学习小组在探究光的折射过程中,争辩折射角与入射角之间的关系,当光由空气斜射入玻璃中时,测得试验数据如下表:序号入射角1折射角21-2sin1-sin21106.71.501.493.30.05722013.31.501.496.70.11233019.61.531.4910.40.16544025.21.591.5114.80.21755030.71.631.5019.30.25666035.11.711.5124.90.29177038.61.811.5031.40.31688040.61.971.5139.40.334由此试验数据可以初步得到的结论是()A.在误差允许范围内,入射角与折射角之比总是定值B.在误差允许范围内,入射角正弦与折射角正弦之比总是定值C.在误差允许范围内,入射角与折射角之差总是定值D.在误差允许范围内,入射角正弦与折射角正弦之差总是定值【解析】选B。由表中数据可得,在误差范围内,入射角正弦与折射角正弦之比总是定值,故B正确。3.(多选)(2021南昌高二检测)关于折射率,下列说法中正确的是()A.依据=n可知,介质的折射率与入射角的正弦成正比B.依据=n可知,介质的折射率与折射角的正弦成反比C.依据n=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其次种介质时,折射率与波长成反比【解析】选C、D。介质的折射率是一个表明介质的光学特性的物理量,由介质本身打算,与入射角、折射角无关。由于真空中光速是个定值,故n与v成反比正确,这也说明折射率与光在该介质中的光速是有联系的,由v=f,当f确定时,v正比于。n与v成反比,故折射率与波长也成反比。4.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,观看者的视觉误差大小取决于当地大气的状况。造成这种现象的缘由是()A.光的反射B.光的折射C.光的直线传播D.小孔成像【解析】选B。太阳光线进入大气层发生折射,使传播方向转变,而使人感觉太阳的位置比实际位置偏高。【变式训练】一束光线从空气射向折射率为1.5的玻璃内,入射角为45,下面光路图中正确的是()【解析】选C。光在两介质的界面上通常同时发生反射和折射,所以A错误;由反射定律知反射角为45,依据折射定律n=得12,故B、D错误,C正确。二、非选择题5.(2022沈阳高二检测)如图所示,M、N为两个平面镜,S点为一发光点,P和S点均在纸面内。由S点发出的一条光线先经平面镜M反射再射向平面镜N,经平面镜N反射后通过P点。试画出这条光线的光路。【解题指南】在反射现象中,光路是可逆的。在有些问题中利用光路可逆,奇异地把物点看成像点,或者把像点看成物点,对解决有些问题有很大的挂念。【解析】依据像和物关于平面镜对称的规律,先找出S点在平面镜M中的虚像S1点,如图所示,虚像S1对于平面镜N而言相当于发光点,再找出S1在平面镜N中的虚像S2,连接S2P,交平面镜N于D2点,连接D2S1交平面镜M于D1,连接SD1,则光线SD1、D1D2、D2P即为所要作的光线。答案:见解析6.(2021重庆高考)利用半圆柱形玻璃,可减小激光光束的发散程度。在如图所示的光路中,A为激光的出射点,O为半圆柱形玻璃横截面的圆心,AO过半圆顶点。若某条从A点发出的与AO成角的光线,以入射角i入射到半圆弧上,出射光线平行于AO,求此玻璃的折射率。【解析】依据光路图,由折射定律得n=,由几何关系得r=i-故n=答案:【总结提升】折射问题的四点留意(1)依据题意画出正确的光路图;(2)利用几何关系确定光路中的边、角关系,要留意入射角、折射角的确定;(3)利用反射定律、折射定律求解;(4)留意光路可逆性、对称性的应用。一、选择题1.(2022青岛高二检测)关于光的折射现象,下列说法中正确的是()A.折射角确定小于入射角B.折射率跟折射角的正弦值成反比C.折射角增大为原来的2倍,入射角也增大为原来的2倍D.折射率大的介质,光在其中的传播速度小【解析】选D。光从光密介质进入光疏介质时,折射角大于入射角,选项A错误;折射率由介质材料打算,与折射角的大小无关,选项B错误;折射率n=,折射角增大为原来的2倍,入射角并不增大为原来的2倍,选项C错误;折射率与光速的关系是n=,则n大时v小,选项D正确。2.(多选)(2022连云港高二检测)如图,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,已知玻璃折射率为,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点垂直于图面的轴线顺时针转过15,如图中虚线所示,则()A.光束1转过15B.光束1转过30C.光束2转过的角度小于15D.光束2转过的角度大于15【解析】选B、C。转动前,光束1(反射光)与入射光线的夹角为A=452=90,光束2(折射光)与入射光线间的夹角B=45+(180-24)=201。转动后,反射光线与入射光线的夹角A=602=120,据折射定律,=,得r=30,则折射光线与入射光线间的夹角为B=60+(180-30)=210。由于B=B-B=9,A=A-A=30,故B、C项正确。3.(2022北京高考)以往,已知材料的折射率都为正值(n0)。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(n0),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照旧满足=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()【解析】选B。依据题目所给负折射率的意义,两个角应当在法线的同一侧;折射率等于-1,说明折射角与入射角大小相等,B正确,A、C、D错误。4.如图所示,有一玻璃三棱镜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AC夹角为30,则棱镜的折射率为()A.B.C.D.【解析】选C。顶角A为30,则光从AC面射出时,在玻璃中的入射角1=30,由于出射光线和AC的夹角为30,所以折射角为2=60,由光路可逆和折射率的定义可知n=,C正确。二、非选择题5.(2022虹口区高二检测)在用插针法测定玻璃砖折射率的试验中,甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa、bb与玻璃砖位置的关系分别如图、和所示,其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖,乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确,且均以aa、bb为界面画光路图。则甲同学测得的折射率与真实值相比(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。乙同学测得的折射率与真实值相比(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。丙同学测得的折射率与真实值相比 。【解析】用图测定折射率时,玻璃中折射光线偏大了,所以折射角增大,折射率减小;用图测折射率时,只要操作正确,与玻璃砖外形无关;用图测折射率时,无法确定折射光线偏折的大小,所以测得的折射率可大、可小、可不变。答案:偏小不变可能偏大、可能偏小、可能不变【变式训练】如图所示,画有直角坐标系xOy的白纸位于水平桌面上。M是放在白纸上的半圆形玻璃砖,其底面的圆心在坐标原点,直边与x轴重合,OA是画在纸上的直线,P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针,P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针,是直线OA与y轴正方向的夹角,是直线OP3与y轴负方向的夹角。只要直线OA画得合适,且P3的位置取得正确,测出角和,便可求得玻璃的折射率。某同学在用上述方法测量玻璃的折射率时,在他画出的直线OA上竖直地插上了P1、P2两枚大头针,但在y0的区域内,不管眼睛放在何处,都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像。(1)他应实行的措施是。(2)若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像,确定P3位置的方法是 。(3)若他已正确地测得了、的值,则玻璃的折射率n= 。【解析】(1)在y0的区域内,看不到P1、P2的像,缘由在于入射角大于临界角,发生全反射,故应接受减小入射角的方法。(2)确定P3(或出射光线)的位置是利用光的直线传播原理,因此,插上P3后,P3应刚好能拦住P1、P2的像。(3)由折射定律得n=。答案:(1)在白纸上另画一条与y轴正方向的夹角较小的直线OA,把大头针P1、P2竖直地插在所画的直线上,直到在y0的区域内透过玻璃砖能观看P1、P2的像(2)插上P3后,P3刚好能拦住P1、P2的像(3)6.一半径为R的球体放置在水平桌面上,球体由折射率为的透亮材料制成。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。求出射角。【解题指南】解答本题的关键是依据几何关系确定光束在球面上的入射角的正弦值及在竖直表面上的入射角,从而利用折射定律求解。【解析】如图所示,设入射光线与球体的交点为C,连接OC,OC即为入射点的法线。因此,图中的角为入射角,过C点作球体水平表面的垂线,垂足为B,依题意,COB=,又由OBC知sin=,设光线在C点的折射角为,由折射定律得=由式得=30。由几何关系知,光线在球体的竖直表面上的入射角为30。由折射定律得=,因此sin=,解得=60。答案:60关闭Word文档返回原板块