人教版选修3-4课后作业第十三章　光13.1光的反射和折射第1课时　word版含解析答案.docx

1、人教版选修3-4课后作业第十三章光光的反射和折射第1课时光的反射和折射一、选择题1.一束光以40的入射角从真空射到水平透明材料上,光的一部分被反射,一部分被折射,折射光线与反射光线的夹角可能是()A.小于40B.在50100之间C.在100140之间D.大于1402.如图是光由空气射入截面为半圆形的玻璃砖,再由玻璃砖射入空气的光路图,O点是玻璃砖截面的圆心,下列情况可能发生的是()3.关于光的折射现象,下列说法中正确的是()A.折射角一定小于入射角B.折射率跟折射角的正弦值成反比C.折射率大的介质,光在其中的传播速度小D.折射角增大为原来的2倍,入射角也增大为原来的2倍4.(多选)如图所示,虚

2、线表示两种介质的界面及其法线,实线表示一束光以及它射向界面后发生反射和折射的光线,以下说法正确的是()A.bO不可能是入射光线B.aO是入射光线C.cO是入射光线D.Ob是反射光线5.(多选)关于折射率,下列说法正确的是()A.某种介质的折射率等于光在介质中的传播速度v与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1E.折射率的大小由介质本身决定6.(多选)如图,一玻璃柱体的截面为半圆形。细的单色光束从空气射向柱体的O点(截面的圆心),产生反射光束1和折射光束2。已知玻璃的折射率为3,入射角为45(

3、相应的折射角为24),现保持入射光不变,将半圆柱体绕O点在图示平面内顺时针转过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157.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,所以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作的。如图所示,一束单色光射入一玻璃球体,入射角为60。已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.2B.1.5C.3D.28.如图所示的玻璃三棱镜ABC,顶角A为30,一束光a垂直于AB射入棱镜,由A

4、C射出进入空气,测得折射光线与入射光线间夹角为30,则棱镜的折射率为()A.12B.22C.3D.329.(多选)有一束单色光从介质A射入介质B,再由介质B射入介质C,如图所示。根据图中所给的情况判断,下列说法正确的是()A.介质B的折射率最大B.介质C的折射率最大C.光在介质B中的速度最大D.光在介质C中的速度最大10.一束光由空气射入某介质时,入射光线与反射光线间的夹角为90,折射光线与反射光线间的夹角为105,则该介质的折射率及光在该介质中的传播速度分别为(真空中光速为c)() A.2,2cB.1.2,2c2C.3,3cD.2,2c211.(多选)某学习小组利用大色拉油圆桶(去掉上半部)

5、、小石子A来测定水的折射率,如图所示。当桶内没有水时,从某点B恰能看到桶底边缘的某点C;当桶内水的深度等于桶高的一半时,仍沿BC方向看去,恰好看到桶底上的小石子A,A在圆桶的底面直径CD上;用毫米刻度尺测得直径CD=16.00 cm,桶高DE=12.00 cm,AC=3.50 cm;光在真空中的传播速度为c=3108 m/s,则()A.水的折射率为32B.水的折射率为43C.光在水中的传播速度为2108 m/sD.光在水中的传播速度为2.25108 m/s12.(多选)把用相同玻璃制成的厚度为d的正方体a和半径为d的半球体b,分别放在报纸上,且让半球体的凸面向上。从正上方分别观察a、b中心处报

6、纸上的字,下面的观察记录中正确的是()A.a中的字比b中的字高B.b中的字比a中的字高C.一样高D.a中的字比没有a时的高,b中的字和没有b时的一样高13.如图所示,一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上,经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气。当折射角i和入射角i相等时,折射光线相对于入射光线偏转的角度为。已知棱镜顶角为,则计算棱镜对该单色光的折射率的表达式为() A.sin +2sin 2B.sin +2sin 2C.sinsin(-2)D.sinsin(-2)二、非选择题14.如图所示,激光液面控制仪的原理是:固定的一束激光AO以入射角i照射到液面上,反射光OB射到水平的光屏上,屏上用光

7、电管将光信号转变成电信号,电信号输入控制系统用以控制液面的高度。如果发现光点B在屏上向右移动了s的距离到达B,可知液面升高了还是降低了?试求液面升高或降低的高度h。15.一个储油桶的底面半径与高均为d。如图a所示,当桶内没有油时,从A点恰能看到桶底边缘B点。如图b所示,当桶内油的深度等于桶高的一半时,仍沿AB方向看去,恰能看到桶底上的C点。C、B两点相距d2,光在真空中的传播速率为c。求:(1)油的折射率;(2)光在油中传播的速度。16.光以60的入射角从空气射入玻璃中,折射光线与反射光线恰好垂直。(真空中的光速c=3.0108 m/s)(1)画出折射光路图;(2)求出玻璃的折射率和光在玻璃中

8、的传播速度;(3)当入射角变为45时,折射角等于多大?(4)当入射角增大或减小时,玻璃的折射率是否变化?说明理由。17.如图所示,半径为R的半圆形玻璃砖,其中ABOQ,P为OQ上一点,OP=3R,从P点和Q点分别发射出两束不同的光PM和QN,经玻璃砖折射后均与OQ平行射出,已知玻璃砖对QN光线的折射率为43,PM、QN照到玻璃砖半圆面上的入射角不同,光线PM以60入射角进入玻璃,光线QN以53入射角进入玻璃,已知sin 53=0.8,求:(1)玻璃砖对PM光线的折射率;(2)两条出射光线间的距离。18.一横截面半径为R的圆柱体放置在水平地面上,如图所示为横截面示意图,圆柱体由折射率为3的透明材

9、料制成。现有一条平行于地面的光线以入射角60从A点射到圆柱体表面上,射入圆柱体后直接从竖直表面OB边射出。求:(1)从OB边射出的光线与水平方向的夹角;(2)从OB边射出的光线射到水平地面上的点到O点的距离。答案一、选择题1.C由 sin 1sin 2=n1,得折射角21=40,由反射定律得3=1=40,如题中图所示,折射光线与反射光线的夹角=180-3-2=140-2,所以100140,故C正确。2.D因在O点一定会发生反射,所以B、C不符合题意;光由空气斜射入玻璃的折射角小于入射角,A不符合题意。故选D。3.C光从折射率大的介质射入折射率小的介质时,折射角大于入射角,选项A错误;折射率是由

10、材料本身决定的物理量,与折射角的正弦值无关,选项B错误;根据v=cn可知,折射率大的介质,光在其中的传播速度小,选项C正确;根据n=sin 1sin 2可知,折射角增大为原来的2倍,入射角不一定也增大为原来的2倍,选项D错误。4.ABD在光的反射中,反射角等于入射角,反射光线与入射光线分居法线两侧;在光的折射中,折射角与入射角不相等,折射光线与入射光线分居法线两侧,可知,PQ是法线,MN是界面,aO是入射光线,Ob是反射光线,Oc是折射光线,故A、B、D正确,C错误。5.CDE某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度c与光在介质中的传播速度v的比值,A错误;折射率与折射角和入射角的大小无关,B

11、错误;折射率小的介质折光性较差,C正确;某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度c与光在介质中的传播速度v的比值,由于光在真空中的传播速度最快,因此任何介质的折射率都大于1,D正确;折射率的大小由介质本身决定,E正确。6.BC转动前,光束1(反射光)与入射光间的夹角A=452=90,光束2(折射光)与入射光间的夹角B=45+(180-24)=201,转动后,反射光与入射光的夹角A=602=120,根据折射定律,sin60sinr=3,得r=30,则折射光与入射光间的夹角为B=60+(180-30)=210;故A=A-A=30,B=B-B=9,故选B、C。7.C如图所示为光在玻璃球内的光路图。A

12、、C为折射点,B为反射点,由几何知识可得AOD=COD=60,所以OAB=30,玻璃的折射率n=sin60sin30=3,故C正确。8.C由题意可知,光从玻璃棱镜射向空气中时,入射角1=30,折射角2=60,则棱镜的折射率n=sin 2sin 1=3,故选C。9.BC根据光路图可知,光由介质A进入介质B时,折射光线远离法线,A的折射率大于B的折射率;光由介质B进入介质C时,折射光线靠近法线,B的折射率小于C的折射率。所以介质B的折射率最小,光在其中传播速度最大。由光路的可逆性可知,光由B进入A时,如果入射角为60,则折射角为45,而光由B进入C时,入射角为60,折射角为30,由此比较可知,介质

13、C的折射率最大,光在其中传播速度最小。故选B、C。10.D由反射定律和题意可知,反射角和入射角均为45,折射角r=180-45-105=30,则折射率n=sin45sin30=2,光在该介质中的传播速度v=cn=c2=22c,故D选项正确。11.BD光路图如图所示根据折射定律有n=sin 2sin 1,其中sin 2=CO1CO12+OO12=882+62=45,sin 1=AO1AO12+OO12=4.54.52+62=35,解得n=43。由公式n=cv得v=cn=2.25108 m/s。故选B、D。12.AD如图所示,b中的字反射的光线经半球体向外传播时,传播方向不变,故人看到的字的位置是

14、字的真实位置。而a中的字反射的光线经折射,人看到的字的位置比真实位置要高,故选A、D。13.A由图可知,当折射角i与入射角i相等时,AB面上的折射角与AC面上的入射角相等,设为r,由几何关系可知+=180,2r+=180,得=2r,而=2(i-r),得i=+2,由折射定律得n=sinisinr=sin +2sin 2,选项A正确。二、非选择题14.答案液面降低了h=s2tani解析如图所示,光点右移是液面降低造成的,由几何知识得tan i=s/2h,进一步推导得h=s2tani。15.答案(1)2105(2)104c解析(1)由题意知,底面半径与桶高相等,设图中入射角为i,折射角为r,由几何关

15、系得:sin r=dd2+12d2=255,sin i=12d212d=22,所以油的折射率n=sinrsini=2105。(2)由n=cv,得光在油中传播的速度为v=cn=104c。16.答案(1)图见解析(2)31.7108 m/s(3)arcsin66(4)见解析解析(1)由题意知入射角1=60,反射角=60,折射角2=180-60-90=30,折射光路图如图所示。(2)n=sin 1sin 2=sin60sin30=3,根据n=cv得v=cn=3.01083 m/s1.7108 m/s。(3)据n=sin 1sin 2得sin 2=sin 1n,将sin 1=sin 45=22及n=3

16、代入上式,可求得sin 2=66,解得2=arcsin66。(4)折射率不会变化,折射率反映介质的光学性质,跟入射角的大小无关。17.答案(1)3(2)1.1R解析作出光路图如图所示(1)i=60,在PMO中,根据正弦定理得sin(180-i)sin(i-r)=OPOM=3RR,故r=30玻璃砖对PM光线的折射率nPM=sinisinr=3212=3(2)由折射定律得nQN=43=sinsin=sin53sin解得=37两条出射光线间的距离d=R sin r+R sin 解得d=R2+0.6R=1.1R18.答案(1)60(2)R3解析(1)当光线射入A点时,作出法线,设折射角为r,则:n=sin60sinr,n=3,可得r=30设从OB边射出的光线与水平方向夹角为,光路图如下图所示,根据几何关系有:光线在圆柱体的竖直表面OB上的入射角=i-r=30,n=sinsin 30,从OB边射出的光线与水平方向的夹角=60。(2)过A点分别作垂线AE和AG,则有LOC=LAC=Rsin 30cos 30,LOD=LOC tan 30,解得LOD=R3。