4.1光的折射能力提升——2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（word含答案）
文档属性
| 名称 | 4.1光的折射能力提升——2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（word含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 264.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-04 20:27:03 | ||
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文档简介
能力提升——光的折射
一、单选题（共7题，每题5分，共35分）
1．如图，一束单色光射向圆柱形玻璃砖的A点，已知其入射角为i，折射角为r，玻璃砖的折射率为，则（ ）
A．要使单色光进入玻璃砖，入射角i必须大于
B．选择合适的入射角i，可使单色光在玻璃砖内发射全反射
C．单色光第一次从玻璃砖射出时，光相对A点入射时方向改变
D．单色光第N次到达玻璃砖界面并射出时，光相对A点入射时方向改变
2．在“测定玻璃的折射率”实验中，下列做法正确的是（ ）
A．入射角应适当小些
B．为了测量的准确性，必须选用平行玻璃砖来测量
C．在白纸上放好玻璃砖后，可以用铅笔贴着光学面画出界面
D．应选用细的大头针完成实验
3．如图所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光射在竖直放置的光屏上，比较其中的a、b、c三种色光，下列说法正确的是（ ）
A．玻璃对a光的折射率最大
B．a光的波长最长
C．c光的频率最大
D．a在棱镜中的传播速度最大
4．如图所示，光在真空和某介质的界面MN上发生折射，由图可知（ ）
A．光是从真空射入介质的 B．光是由介质射入真空的
C．介质的折射率为 D．介质的折射率为
5．某同学做测定玻璃的折射率实验，如图所示，按正确的方法在白纸上插大头针a、b、c、d，下列说法正确的是（ ）
A．为使实验效果明显，实验中入射角只可取45°
B．插大头针d时，应使其挡住大头针a、b的像和c
C．若入射角太大，光会在玻璃砖下表面PQ内侧发生全反射
D．该实验方法只能测量上下两面平行的玻璃砖的折射率
6．惠更斯在研究了光的折射现象之后曾思考过一个问题：让两束折射率不同的单色光以相同的入射角从截面为半圆形的玻璃砖左端入射，不考虑光在玻璃砖中的反射，则它们在玻璃砖中运动时间关系（ ）
A．折射率大的光运动时间长 B．折射率小的光运动时间长
C．它们运动的时间相等 D．无法确定
7．如图所示为一等腰梯形的特殊玻璃，其上表面长2m，下表面长6m，高2m，现用两束对称光分别从A、B点射入，并于C点聚焦。若C到玻璃下表面的距离D点为2.5m，AB的距离为3m，则该玻璃的折射率取值范围是（ ）
A．（1，） B．（1，） C．（1，2） D．（1，）
二、多选题（共5题，每题5分，共25分）
8．如图所示，ABD为半圆柱透明体的横截面，圆心在O点、半径为PR。一细束单色光在真空中从AD面上无限靠近A处以入射角i（）斜射入半圆柱，结果恰好在B点发生全反射。已知光在真空中的传播速度为c，则下列说法正确的是（ ）
A．半圆柱对该单色光的折射率为
B．半圆柱对该单色光的折射率为
C．该单色光在半圆柱中传播的时间为
D．该单色光在半圆柱中传播的时间为
9．一束光从空气射向折射率为的某种介质，若反向光线与折射光线垂直，已知真空中的光速为c，则下列说法正确的是（ ）
A．光的入射角为30° B．介质中的光速为c
C．光的入射角为60° D．介质中的光速为
10．如图所示，空气中水平放置着一个足够宽的长方体玻璃砖，在竖直平面内相距为d、彼此平行的两条细光束甲、乙斜射到玻璃砖的上表面。已知甲光光子的能量比乙光光子的能量大，不考虑所有的反射光线，则下列说法正确的是（ ）
A．两束光在玻璃中传播的路程可能相等
B．两束光在玻璃中的传播速度甲的比乙的小
C．两束光射出玻璃砖后光子的能量都会变小
D．两束光射出玻璃砖后仍然平行且距离可能等于d
11．如图甲所示，水面下处有一白光光源，它发出的光在水面形成如图乙所示的圆形区域，下列说法正确的是（ ）
A．光源上升一段距离后，圆环变宽 B．圆形区域最外侧为红色
C．圆形区域半径与光源所在深度成正比 D．在水中，七种色光中红光的波长最短
12．如图所示，两束不同频率的平行单色光a、b从水射入空气（空气折射率为1）发生如图所示的折射现象（α＜β），下列说法正确的是（ ）
A．水对a的折射率比水对b的折射率小
B．在水中的传播速度va＞vb
C．在空气中的传播速度va＞vb
D．当a、b入射角为0°时，光线不偏折，但仍然发生折射现象
三、解答题（共4题，每题10分，共40分）
13．一半径为R的半圆形玻璃砖放置在竖直平面上，其截面如图所示。图中O为圆心，为竖直方向的直径。有一束细光线自O点沿水平方向射入玻璃砖，可以观测到有光线自玻璃砖内射出，现将入射光线缓慢平行上移，当入射点M与O点的距离为时，从玻璃砖右侧射出的光线刚好消失。已知光在真空中的速度为c。求：
（1）该玻璃砖对此单色光的折射率；
（2）自M点入射的光在玻璃砖中的传播时间。
14．如图所示，透明玻璃体的上半部分是半球体，下半部分是圆柱体，半球体的半径为R，O为半球体的球心。圆柱体的底面半径和高也为，现有一半径为的圆环形平行光垂直于圆柱体底面射向半球体，OO1为圆光环的中心轴线，所有光线经折射后恰好经过圆柱体下表面圆心O1点，光线从O射出后在玻璃体下方的水平光屏上形成圆形亮环，光到圆柱体底面的距离为R，光在真空中的传播速度为c。求；
（1）透明玻璃体的折射率；
（2）光从入射点传播到光屏所用时间。
15．如图所示，截面为半环形的玻璃砖放在地面上，内圆的半径为R，外圆的半径为2R，O为圆心，地面P点正上方有一点光源S，S离地高度为，其中从S点射出的一束平行于地面的光线照射到玻璃砖上，折射光线刚好与内圆相切，P点到O点的距离为3R，光在真空中传播的速度为c、求：
（1）玻璃砖对光的折射率；
（1）光从S传播到O点所用的时间。
16．唐初孔颖达（574—648）在《礼记注疏·月令》中写道：“若云薄漏日，日照雨漏则虹生。” 这里已粗略地揭示了虹的成因。现在我们知道，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的。如图所示，太阳光在过水滴球心的平面内，设入射角为i，反射角为 r，球的半径为 R，真空中的光速为 c。试求：
（ⅰ）光线的偏转角 θ（光线从入射方向到出射方向转过的角度）；
（ⅱ）光线从 A 点传播到 B 点的时间 t。
参考答案
1．C
2．D
3．A
4．B
5．B
6．C
7．A
8．AC
9．CD
10．BD
11．BC
12．AB
13．（1）；（2）
14．（1）；（2）
15．（1）；（2）
16．（i）；（ii）
一、单选题（共7题，每题5分，共35分）
1．如图，一束单色光射向圆柱形玻璃砖的A点，已知其入射角为i，折射角为r，玻璃砖的折射率为，则（ ）
A．要使单色光进入玻璃砖，入射角i必须大于
B．选择合适的入射角i，可使单色光在玻璃砖内发射全反射
C．单色光第一次从玻璃砖射出时，光相对A点入射时方向改变
D．单色光第N次到达玻璃砖界面并射出时，光相对A点入射时方向改变
2．在“测定玻璃的折射率”实验中，下列做法正确的是（ ）
A．入射角应适当小些
B．为了测量的准确性，必须选用平行玻璃砖来测量
C．在白纸上放好玻璃砖后，可以用铅笔贴着光学面画出界面
D．应选用细的大头针完成实验
3．如图所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光射在竖直放置的光屏上，比较其中的a、b、c三种色光，下列说法正确的是（ ）
A．玻璃对a光的折射率最大
B．a光的波长最长
C．c光的频率最大
D．a在棱镜中的传播速度最大
4．如图所示，光在真空和某介质的界面MN上发生折射，由图可知（ ）
A．光是从真空射入介质的 B．光是由介质射入真空的
C．介质的折射率为 D．介质的折射率为
5．某同学做测定玻璃的折射率实验，如图所示，按正确的方法在白纸上插大头针a、b、c、d，下列说法正确的是（ ）
A．为使实验效果明显，实验中入射角只可取45°
B．插大头针d时，应使其挡住大头针a、b的像和c
C．若入射角太大，光会在玻璃砖下表面PQ内侧发生全反射
D．该实验方法只能测量上下两面平行的玻璃砖的折射率
6．惠更斯在研究了光的折射现象之后曾思考过一个问题：让两束折射率不同的单色光以相同的入射角从截面为半圆形的玻璃砖左端入射，不考虑光在玻璃砖中的反射，则它们在玻璃砖中运动时间关系（ ）
A．折射率大的光运动时间长 B．折射率小的光运动时间长
C．它们运动的时间相等 D．无法确定
7．如图所示为一等腰梯形的特殊玻璃，其上表面长2m，下表面长6m，高2m，现用两束对称光分别从A、B点射入，并于C点聚焦。若C到玻璃下表面的距离D点为2.5m，AB的距离为3m，则该玻璃的折射率取值范围是（ ）
A．（1，） B．（1，） C．（1，2） D．（1，）
二、多选题（共5题，每题5分，共25分）
8．如图所示，ABD为半圆柱透明体的横截面，圆心在O点、半径为PR。一细束单色光在真空中从AD面上无限靠近A处以入射角i（）斜射入半圆柱，结果恰好在B点发生全反射。已知光在真空中的传播速度为c，则下列说法正确的是（ ）
A．半圆柱对该单色光的折射率为
B．半圆柱对该单色光的折射率为
C．该单色光在半圆柱中传播的时间为
D．该单色光在半圆柱中传播的时间为
9．一束光从空气射向折射率为的某种介质，若反向光线与折射光线垂直，已知真空中的光速为c，则下列说法正确的是（ ）
A．光的入射角为30° B．介质中的光速为c
C．光的入射角为60° D．介质中的光速为
10．如图所示，空气中水平放置着一个足够宽的长方体玻璃砖，在竖直平面内相距为d、彼此平行的两条细光束甲、乙斜射到玻璃砖的上表面。已知甲光光子的能量比乙光光子的能量大，不考虑所有的反射光线，则下列说法正确的是（ ）
A．两束光在玻璃中传播的路程可能相等
B．两束光在玻璃中的传播速度甲的比乙的小
C．两束光射出玻璃砖后光子的能量都会变小
D．两束光射出玻璃砖后仍然平行且距离可能等于d
11．如图甲所示，水面下处有一白光光源，它发出的光在水面形成如图乙所示的圆形区域，下列说法正确的是（ ）
A．光源上升一段距离后，圆环变宽 B．圆形区域最外侧为红色
C．圆形区域半径与光源所在深度成正比 D．在水中，七种色光中红光的波长最短
12．如图所示，两束不同频率的平行单色光a、b从水射入空气（空气折射率为1）发生如图所示的折射现象（α＜β），下列说法正确的是（ ）
A．水对a的折射率比水对b的折射率小
B．在水中的传播速度va＞vb
C．在空气中的传播速度va＞vb
D．当a、b入射角为0°时，光线不偏折，但仍然发生折射现象
三、解答题（共4题，每题10分，共40分）
13．一半径为R的半圆形玻璃砖放置在竖直平面上，其截面如图所示。图中O为圆心，为竖直方向的直径。有一束细光线自O点沿水平方向射入玻璃砖，可以观测到有光线自玻璃砖内射出，现将入射光线缓慢平行上移，当入射点M与O点的距离为时，从玻璃砖右侧射出的光线刚好消失。已知光在真空中的速度为c。求：
（1）该玻璃砖对此单色光的折射率；
（2）自M点入射的光在玻璃砖中的传播时间。
14．如图所示，透明玻璃体的上半部分是半球体，下半部分是圆柱体，半球体的半径为R，O为半球体的球心。圆柱体的底面半径和高也为，现有一半径为的圆环形平行光垂直于圆柱体底面射向半球体，OO1为圆光环的中心轴线，所有光线经折射后恰好经过圆柱体下表面圆心O1点，光线从O射出后在玻璃体下方的水平光屏上形成圆形亮环，光到圆柱体底面的距离为R，光在真空中的传播速度为c。求；
（1）透明玻璃体的折射率；
（2）光从入射点传播到光屏所用时间。
15．如图所示，截面为半环形的玻璃砖放在地面上，内圆的半径为R，外圆的半径为2R，O为圆心，地面P点正上方有一点光源S，S离地高度为，其中从S点射出的一束平行于地面的光线照射到玻璃砖上，折射光线刚好与内圆相切，P点到O点的距离为3R，光在真空中传播的速度为c、求：
（1）玻璃砖对光的折射率；
（1）光从S传播到O点所用的时间。
16．唐初孔颖达（574—648）在《礼记注疏·月令》中写道：“若云薄漏日，日照雨漏则虹生。” 这里已粗略地揭示了虹的成因。现在我们知道，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的。如图所示，太阳光在过水滴球心的平面内，设入射角为i，反射角为 r，球的半径为 R，真空中的光速为 c。试求：
（ⅰ）光线的偏转角 θ（光线从入射方向到出射方向转过的角度）；
（ⅱ）光线从 A 点传播到 B 点的时间 t。
参考答案
1．C
2．D
3．A
4．B
5．B
6．C
7．A
8．AC
9．CD
10．BD
11．BC
12．AB
13．（1）；（2）
14．（1）；（2）
15．（1）；（2）
16．（i）；（ii）