2017_2018学年高中物理第十三章光13.1光的反射和折射检测新人教版选修3_.doc

13.1 光的反射和折射新提升课时作业基础达标1下图是光由空气射入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气的光路图，O点是半圆形玻璃砖的圆心，下列情况可能发生的是()【答案】D2一条光线从空气射入折射率为的介质中，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()A75 B90C105 D120【解析】如右图所示，根据折射定律n，则sin2，230，反射光线与折射光线的夹角1804530105，C正确【答案】C3(多选)在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路如下图所示，对实验的一些具体问题，下列说法正确的是()A为了减少作图误差，C和D的距离应适当取大一些B为减少测量误差，A、B与玻璃砖界面的夹角应取大一些C若A、B的距离较大时，通过玻璃砖会看不到A、B的像D若A、B连线与法线NN间夹角较大时，有可能在bb一侧看不到A、B的像【解析】实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，且A和B之间，B与O点之间，C与D之间，C与O之间距离要稍大一些，入射角1应适当大一些，以减小测量角度的误差，但入射角不宜太大，也不宜太小在操作时，手不能触摸玻璃砖的光洁光学面，更不能把玻璃砖界面当尺子画界线【答案】AB4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【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，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【答案】A5(多选)把用相同玻璃制成的厚度为d的正方体a和半径亦为d的半球体b，分别放在报纸上，且让半球的凸面向上从正上方分别观察a、b中心处报纸上的字，下面的观察记录中正确的是()Aa中的字比b中的字高Bb中的字比a中的字高C一样高Da中的字较没有玻璃时的高，b中的字和没有玻璃时的一样【解析】如图所示，放在b中的字反射的光线经半球体向外传播时，传播方向不变，故人看到字的位置是字的真实位置而放在a中的字经折射，人看到的位置比真实位置要高【答案】AD6.如图所示为地球及其大气层，高空有侦察卫星A接收到地球表面P处发出的光信号，则A感知到的发光物应在()A图中P点B图中P点靠M的一侧C图中P点靠N的一侧D以上位置都有可能【解析】由于大气层的存在，侦察卫星在A处接收到的P处发出的光信号的光路大致如图中实线所示，由图可知选项B正确，A、C、D错误【答案】B7用“插针法”测定透明半圆柱玻璃的折射率，O为玻璃砖截面的圆心，使入射光线跟玻璃砖的平面垂直，如下图所示的四个图中P1、P2、P3和P4是四个学生实验插针的结果(1)在这四个图中肯定把针插错了的是_(2)在这四个图中可以比较准确地测出折射率的是_，计算玻璃砖的折射率的公式是_【解析】(1)垂直射入半圆柱玻璃砖平面的光线，经玻璃砖折射后，折射光线不能与入射光线平行(除过圆心的光线)，A错(2)测量较准确的是图D，因图B的入射光线经过圆心，出射光线没有发生折射，图C的入射光线离圆心太近，射到圆界面上时，入射角太小不易测量，会产生较大的误差测量出入射角与折射角后，由折射定律求出折射率n.【答案】(1)A(2)Dn8一半径为R的1/4球体放置在水平面上，球体由折射率为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R/2.求出射角.【解析】设入射光线与1/4球体的交点为C，连接OC，OC即入射点的法线因此，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，OCB.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能力提升1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，测得出射光线与界面AC夹角为30，则棱镜的折射率为()A. B.C. D.【解析】顶角A为30，则光线从AC面射出时，在玻璃中的入射角130.由于出射光线和界面AC的夹角为30，所以折射角260.由光路可逆和折射率的定义可知n，C项正确【答案】C2如图所示，M是竖直放置的平面镜，镜离地面的距离可调节甲、乙两人站在镜前，乙离镜的距离为甲离镜的距离的2倍两人略错开，以使乙能看到甲的像用l表示镜的长度，h表示甲的身高，为使乙能看到镜中甲的全身像，l的最小值为()A.h B.hC.h Dh【解析】根据平面镜成象的对称性可作出甲在平面镜中所成的虚象，由相似三角形知识可知，平面镜的最小长度lh，选项B正确【答案】B3如图所示，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()A1、2、3(彼此平行)中的任一条都有可能B4、5、6(彼此平行)中的任一条都有可能C7、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nn玻时，向上侧移；若nn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，放在如图所示的位置上，而实验中其他操作均正确，测得的折射率将()A偏大 B偏小C不变 D无法确定【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】C5.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10 cm.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d40 cm的两个光斑，请完成光路图并求该透明材料的折射率【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R10 cm，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d1Rtan30激光束的入射角i60，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d2Rtan(90r)又d1d240 cm，由以上各式解得r30所以该材料的折射率n【答案】光路图见解析