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2019-2020年高中物理 第四章 光 第一節(jié) 光的折射定律自我小測 粵教版選修3-4 1關(guān)于折射率，下列說法正確的是(　　) A．根據(jù)＝n可知，介質(zhì)的折射率與入射角的正弦成正比 B．根據(jù)＝n可知，介質(zhì)的折射率與折射角的正弦成反比 C．根據(jù) n＝可知，介質(zhì)的折射率與介質(zhì)中的光速成反比 D．同一頻率的光由第一種介質(zhì)進(jìn)入第二種介質(zhì)時(shí)，折射率與波長成反比 2如果光以同一入射角從真空射入不同介質(zhì)，則折射率越大的介質(zhì)(　　) A．折射角越大，表示這種介質(zhì)對光線的偏折作用越大 B．折射角越大，表示這種介質(zhì)對光線的偏折作用越小 C．折射角越小，表示這種介質(zhì)對光線的偏折作用越大 D．折射角越小，表示這種介質(zhì)對光線的偏折作用越小 3一條光線以40的入射角從真空射到平板透明材料上，光的一部分被反射，另一部分被折射，折射光線與反射光線的夾角可能是(　　) A．小于40 B．在50～100之間 C．在100～140之間 D．大于140 4如圖4－1－8所示為地球及其周圍的大氣層，高空有偵察衛(wèi)星A，接收到地球表面P處發(fā)出的光信號，則A感知到的發(fā)光物應(yīng)在(　　) 圖4－1－8 A．圖中P點(diǎn) B．圖中P點(diǎn)靠近M點(diǎn)一側(cè) C．圖中P點(diǎn)靠N點(diǎn)一側(cè) D．以上位置都有可能 5如圖4－1－9所示，平面鏡MN以ω＝ rad/s的角速度繞垂直于紙面且過O點(diǎn)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，AB為一段圓弧形屏幕，它的圓心在O點(diǎn)，張角為60，現(xiàn)在一束來自頻閃光源的細(xì)平行光線，從一個(gè)固定方向射向平面鏡的O點(diǎn)，當(dāng)光源每秒閃12次時(shí)，鏡每轉(zhuǎn)一周屏幕AB上出現(xiàn)的光點(diǎn)數(shù)最大可能是(　　) 圖4－1－9 A．3個(gè)　　　　　　B．6個(gè)　　　　　　C．12個(gè) 　　　　　　 D．24個(gè) 6光于光的反射與折射，以下說法正確的是(　　) A．光發(fā)生反射時(shí)，光的傳播方向一定改變 B．光發(fā)生反射時(shí)，光的傳播方向可能偏轉(zhuǎn)90 C．光發(fā)生折射時(shí)，一定伴隨著反射現(xiàn)象 D．光發(fā)生反射時(shí)，一定伴隨著折射現(xiàn)象 7一束光線與水平方向成30，從空氣射入水中，其反射光線和折射光線恰好垂直，則反射角和折射角各為(　　) A．30　30 　　　　　　　　 B．60　60 C．60　30 　　　　　　　　 D．30　60 8假設(shè)地球表面不存在大氣層，那么人們觀察到的日出時(shí)刻與實(shí)際存在大氣層的情況相比，則(　　) A．將提前 B．將延后 C．在某些地區(qū)將提前，在另一些地區(qū)將延后 D．不變 9△OMN為玻璃等腰三棱鏡的橫截面．a(chǎn)、b兩束可見單色光從空氣垂直射入棱鏡底面MN，在棱鏡側(cè)面OM、ON上反射和折射的情況如圖4－1－10所示．由此可知(　　) 圖4－1－10 A．棱鏡內(nèi)a光的傳播速度比b光的小 B．棱鏡內(nèi)a光的傳播速度比b光的大 C．a(chǎn)光的頻率比b光的高 D．a(chǎn)光的波長比b光的長 10如圖4－1－11所示 ，光線以入射角θ從空氣射向折射率n＝的透明介質(zhì)表面，則當(dāng)入射角為45時(shí)，反射光線與折射光線的夾角為________． 圖4－1－11 11如圖4－1－12所示，游泳池寬度L＝15 m，水面離岸邊的高度為0.5 m，在左岸邊一標(biāo)桿上裝有一A燈，A燈距地面高0.5 m，在右岸邊站著一個(gè)人，E點(diǎn)為人眼的位置，人眼距地面高1.5 m．若此人發(fā)現(xiàn)A燈燈光經(jīng)水面反射所成的像與左岸水面下某處的B燈光經(jīng)折射后所成的像重合，已知水的折射率為1.3，則B燈在水面下多深處？(B燈在圖中未畫出) 圖4－1－12 12一個(gè)圓柱形直筒，直徑為12 cm，高16 cm，人眼在筒的上方某處觀察，所見筒的深度為9 cm，當(dāng)筒中盛滿液體時(shí)，人眼又恰能看到筒側(cè)壁的最低點(diǎn)，求： (1)此液體的折射率； (2)光在此液體中的傳播速度． 13如圖4－1－13所示為一透明的圓柱體的橫截面，其半徑為R，折射率為，AB是一條直徑．若有一束平行光線沿AB方向射向圓柱體，折射后經(jīng)過B點(diǎn)的入射光線離AB的距離為多少？ 圖4－1－13 參考答案 1解析：介質(zhì)的折射率是一個(gè)表明介質(zhì)光學(xué)特征性的物理量，由介質(zhì)本身決定，與入射角、折射角無關(guān)．由于n＝，真空中的光速是一個(gè)定值，故v與n成反比是正確的，由v＝λf，當(dāng)f一定時(shí)v正比于λ，又n與v成反比，故折射率與波長λ也成反比． 答案：CD 2解析：根據(jù)折射率的定義n＝，在入射角相同的情況下，折射角越小的介質(zhì)，其折射率越大，該介質(zhì)對光的偏折作用就越大；反之，折射角越大的介質(zhì)，其折射率越小，該介質(zhì)對光的偏折作用就越小． 答案：C 3解析：根據(jù)折射率的定義n＝＞1，折射角θ2＜θ1＝40，反射角θ3＝θ1＝40，如圖所示，故折射光線與反射光線的夾角θ4＝180－θ3－θ2＝140－θ2. 即100＜θ4＜140 答案：C 4解析：地球周圍的大氣層不均勻，靠地球的折射率大，而遠(yuǎn)離地球大氣層折射率小，故P處發(fā)出的光信號要在大氣層中發(fā)生折射而彎曲，光線射到偵察衛(wèi)星A，A感知到發(fā)光物好像在P點(diǎn)靠M的一側(cè)． 答案：B 5解析：由ω＝ rad/s可知，平面鏡轉(zhuǎn)動(dòng)周期T＝＝6 s，反射光線射到AB上，反射光線角度變化了60，由于入射光線的方向不變，則平面鏡只轉(zhuǎn)30，所需時(shí)間T＝0.5 s，光源每秒閃12次，則AB上出現(xiàn)的光點(diǎn)數(shù)最大可能為6個(gè)． 答案：B 6解析：光發(fā)生反射時(shí)，光的傳播方向一定改變，選項(xiàng)A正確． 當(dāng)入射角為45時(shí)，反射角也為45，光的傳播方向偏轉(zhuǎn)90，選項(xiàng)B正確． 光發(fā)生折射時(shí)，一定伴隨著反射現(xiàn)象． 答案：ABC 7解析：我們可以根據(jù)題意畫一簡單的光路圖，根據(jù)題中條件可知入射角為60，則反射角為60，由反射光線和折射光線的垂直關(guān)系可知折射角為30. 答案：C 8解析：光在均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的，但地球周圍的大氣是不均勻的，離地面越高，空氣越稀薄，太陽光從大氣層外射到地面的光線是由真空進(jìn)入空氣中，光要發(fā)生折射，越接近地面空氣越稠密，折射率也越大，因此人們觀察到的日出時(shí)刻的太陽，實(shí)際上還完全處在地平線的下方，如下圖所示，假設(shè)地球表面不存在大氣層，則太陽光將沿直線射到地面，因此只有當(dāng)太陽到達(dá)圖中的地平線位置時(shí)，人們才能觀察到日出的太陽．由圖可知，這一現(xiàn)象與人們所站的地理位置沒有什么關(guān)系．故選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)，只有選項(xiàng)B正確． 答案：B 9解析：根據(jù)光的折射定律，在不同的介質(zhì)中光的傳播速度不同，光速的快慢與介質(zhì)的折射率有關(guān)；光的頻率在傳播的過程中不變． 答案：BD 10解析：當(dāng)入射角為45時(shí)，可由折射定律算出其折射角為30，故反射光線與折射光線間的夾角為180－45－30＝105. 答案：105 11解析：如下圖所示， 設(shè)水面為CF，A到水面C的距離為L1，B燈與C之間的距離為L2，人眼到F之間的距離為L3，C、D之間的距離為L4，則由A燈光的折射得＝，代入數(shù)據(jù)得＝，得L4＝5 m，對B燈光的折射過程． sini＝sin∠CBD＝，sinr＝sin∠CA′D＝，＝＝. 代入數(shù)據(jù)得：L2＝4.35 m，即燈光在水面下4.35 m 深處． 答案：4.35 m 12解析：先畫出一圓柱形筒，筒的高為H＝16 cm，直徑d＝12 cm.人眼在A處，筒側(cè)壁底部“最低點(diǎn)”為B，筒內(nèi)無液體時(shí)，人眼能見深度h＝9 cm，筒內(nèi)盛滿液體時(shí)，人眼能看到B點(diǎn)，根據(jù)光的折射畫出光路如下圖所示． (1)sinθ1＝，sinθ2＝ 此液體的折射率 n＝＝＝. (2)光在此液體中的傳播速度 v＝＝＝2.25108 m/s. 答案：(1) (2)2.25108 m/s 13解析：可先作出光路圖，用折射定律結(jié)合幾何知識求出． 如下圖所示，設(shè)折射后經(jīng)過B點(diǎn)的入射光線的射入點(diǎn)為C，連接BC，則BC為其折射光線，OC為法線．若折射角為θ，由幾何知識可知入射角為2θ，根據(jù)折射定律有 ＝，＝，即θ＝30 則入射光線離AB的距離CD＝Rsin2θ＝R. 答案：R