2021-2022学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册4.1光的折射 同步练习基础过关(word版含答案)

文档属性

名称 2021-2022学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册4.1光的折射 同步练习基础过关(word版含答案)
格式 docx
文件大小 737.9KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-12-05 20:35:02

图片预览

文档简介

4.1光的折射新学期同步练习基础过关--2021~2022学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修一
练习
一、单选题,共10小题
1.如图一束红光与一束紫光以适当的入射角射向半圆形玻璃砖,其出射光线都是由圆心O点沿OP方向射出,如图所示,则(  )
A.AO是红光,它穿过玻璃砖所需的时间短
B.AO是紫光,它穿过玻璃砖所需的时间长
C.BO是红光,它穿过玻璃砖所需的时间长
D.BO是紫光,它穿过玻璃砖所需的时间短
2.如图虚线框所示,两块完全相同的玻璃直角三棱镜Ⅰ,两者的斜边平行放置,在它们之间是均匀的透明介质Ⅱ。一单色细光束垂直于左侧三棱镜Ⅰ的直角边入射,已知Ⅰ和Ⅱ对该束光的折射率分别为、.则下列说法正确的是(  )
A.出射光线可能为①,并且
B.出射光线可能为②,并且
C.出射光线可能为③,并且
D.出射光线可能为④,并且
3.如上图所示为一梯形玻璃砖,A、B、C、D为外表面四个顶点,将用“插针法”测此玻璃砖的折射率,实验时操作较为规范的是 __________
A.可直接用手抓AB、CD所在的上、下侧面
B.用铅笔直接紧靠CD所在的面画边界线
C.移动玻璃砖应用手捏A、D(或B、C)所在的棱
D.只能用平行的 、 所在的上下侧面测折射率
4.下列物理量的单位表述正确的是(  )
A.折射率n没有单位 B.电阻率的单位是
C.动摩擦因数的单位是 D.弹簧劲度系数k的单位是
5.在用插针法测定梯形玻璃砖的折射率的实验中,某同学在纸上画出的界面与玻璃砖位置的关系如图所示,光从射入玻璃砖,从射出,该同学其他实验操作均正确,且均以为界面画光路图,该同学测得的折射率与真实值相比(  )
A.偏大 B.偏小 C.不变 D.无法确定
6.在“测量玻璃的折射率”实验中,某次的入射光线从O点入射,从O'点射出,如图所示。若入射点不变,仅增大入射角,则出射光线的方向可能沿图中的(  )
A.① B.② C.③ D.④
7.用激光笔照射透明塑料制成的光盘边缘时观察到的现象如图所示。入射点O和两出射点P、Q恰好位于光盘边缘等间隔的三点处,空气中的四条细光束分别为入射光束a、反射光束b、出射光束c和d、已知光束a和b间的夹角为,则(  )
A.光盘材料的折射率
B.光在光盘内的速度为真空中光速的三分之二
C.光束b、c和d的强度之和等于光束a的强度
D.光束c的强度小于O点处折射光束的强度
8.甲,乙同学用插针法测定玻璃砖折射率的实验图景如图所示,他们按正确实验操作各插了四枚大头针,其中大头针a、b、c的位置均相同,但最后一枚大头针的位置不同,甲、乙分别插在d,e两处,下列说法正确的是(  )
A.实验中,入射角应小些
B.甲测得的玻璃砖折射率比乙的大
C.乙在插第四枝大头针时,使e挡住a、b的像和c
D.若入射角太大,光会在玻璃砖的下表面发生全反射
9.如图,长方体玻璃砖的横截面为矩形,,其折射率为。一束单色光在纸面内以的入射角从空气射向边的中点O,则该束单色光(  )
A.在边的折射角为
B.在边的入射角为
C.不能从边射出
D.不能从边射出
10.竖立的橱窗玻璃比一般的玻璃厚,嵌在墙体部。如图甲所示,某同学的测量过程如下:激光笔发出细激光束以入射角照射玻璃,反射后在竖直的纸板上出现几个亮度不同但间隔均匀的亮斑,测出相邻亮斑间的距离,改变入射角度,测得多组数据,以为纵坐标、为横坐标,描点后拟合出直线,如图乙所示,测出图线在横轴的截距为,纵轴的截为下列说法正确的是(  )
A.该玻璃对该激光的折射率为
B.该橱窗玻璃的厚度为6cm
C.减小角,纸板上相邻亮斑间的距离增大
D.仅换用频率较小的激光,纸板上相邻亮斑间的距离减小
二、多选题,共5小题
11.如图所示,在“测定玻璃砖折射率”的实验中,下列说法正确的是(  )
A.用手拿起玻璃砖时,应拿“光学面”
B.使用玻璃砖的BC、CD两个侧面,加以合理操作,也可测得折射率
C.选用粗的大头针完成实验会减小实验误差
D.仅用毫米刻度尺也能计算玻璃砖的折射率
12.如图所示,一束由、两种单色光组成的复色光从水中射入空气中,并分成、两束,下列关于、两束单色光的说法正确的是(  )
A.光的折射率比光的折射小
B.在真空中光的速度比光大
C.在水中光的传播速度比光的大
D.若水中入射光与水面夹角不断减小,则光先发生全反射
13.图中虚线表示两种介质的界面及其法线,实线表示一条光线斜射向界面后发生反射与折射的光线,以下说法正确的是(  )
A.bO不是入射光线 B.aO是入射光线
C.cO是入射光线 D.Ob是反射光线
14.如图所示,光在真空和介质的界面MN上发生偏折,那么下列说法正确的是(  )
A.光是从真空射向介质 B.介质的折射率约为1.73
C.光在介质中的传播速度约为1.73×108m/s D.反射光线与折射光线成
15.如图所示,两束单色光a、b分别照射到玻璃三棱镜AC面上,穿过三棱镜后互相平行,则(  )
A.a光的折射率大 B.b光的折射率大
C.a光在三棱镜中的速度大 D.b光在三棱镜中的速度大
三、填空题,共3小题
16.过去已知材料的折射率都为正值(n>0).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(n<0) ,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依然满足,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以入射角α射入,下表面射出.若该材料对此电磁波的折射率n=1,请画出正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图_________,若在上下两个表面电磁波的折射角分别为r1、r2,则r1____ r2(填“大于”、“等于”、“小于”),
17.一个半圆柱体玻璃砖的横截面是半径为R的半圆,AB为半圆的直径,O为圆心,如图所示。一束关于O点对称的平行光垂直射向玻璃砖的下表面,入射光束在AB上的最大宽度为R,距离O点最远的光线到达上表面后恰好发生全反射,则该玻璃砖的折射率为________。若另一细光束在O点左侧垂直于AB从圆弧表面射入此玻璃砖,细光束到O点的水平距离为,不考虑反射的情况,此光线从玻璃砖射出的位置与O点的距离为________(计算结果保留两位有效数字)。
18.如图所示,有两束细单色光p、q射向置于空气中的三棱镜左侧表面,此时三棱镜的右侧表面只有一束光线射出(不考虑反射的情景),则两束光在三棱镜中的传播速率vp________vq(填“>”、“=”、“<”),若一束为黄光,一束为红光,则________是红光(填“p”或“q”)。
四、解答题,共2小题
19.如图所示是一透明的圆柱体的横截面,其半径为R,折射率为,AB是一条直径,今有一束光沿平行AB方向射向圆柱体。已知光线a与AB直线的垂直距离为,光在真空中的传播速度为c,求:
(1)光线a刚进入圆柱体时的折射角;
(2)光线a在圆柱体中的传播时间(不考虑光在圆柱体中的反射情况)。
20.半径为R玻璃球,其球心在O点,在其横截面内,一条单色光线AB射入玻璃球,折射光线BC与直径DF的交点为C,入射角∠ABG等于折射光线与直径的夹角∠BCO,AB的延长线与直径DF的延长线交于J(图中未画出)点,已知OC=d,求:
①玻璃球对此种光线的折射率;
②O点与J点之间的距离。
试卷第2页,共2页
试卷第1页,共1页
参考答案
1.A
【详解】
由光路图可知,BO光线的偏折能力要强于AO光线的偏折能力,证明B光的折射率大于A光的折射率,所以AO是红光,BO是紫光,光在介质中的传播速度,因此AO在介质中的传播速度更快,由可知,AO穿过玻璃砖所需的时间短,故选A。
2.B
【详解】
根据折射定律可知光线穿过两面平行的玻璃直角三棱镜介质后,传播方向不变,只可能发生侧移,即光线和两直角三棱镜的斜面夹角相同,由光路可逆原理可知,光线和两直角三棱镜的竖直直角面的夹角也应相等(即都和竖直直角面垂直),根据光路特点可知,若
则光线将向上平移,所以出射光线可能为②,故选B。
3.C
【详解】
AB.不能用手抓光学面,不能把玻璃当尺子画线,故AB错误;
C.移动玻璃砖应用手捏A、D(或B、C)所在的棱,故C正确;
D.除平行的AB、CD所在的上下侧面,其它面也可测折射率,故D错误。
故选C。
4.A
【详解】
A.根据折射定律有
所以A正确;
B.根据电阻定律有
则有
所以B错误;
C.根据滑动摩擦力公式
则有
所以C错误;
D.根据胡克定律
则有
所以D错误;
故选A。
5.B
【详解】
以为界面画光路图,会使得折射角增大,由折射定律
可知,折射率n将偏小,故该同学测得的折射率与真实值相比偏小。
故选B。
6.D
【详解】
由光路图可知,当增大入射角后,由于折射率不变,故其折射角也会变大,光线的射出点会向右移动,且射出的光线更向右偏,ABC错误,D正确。
故选D。
7.D
【详解】
A.如图所示由几何关系可得入射角为
折射角为
根据折射定律有
所以A错误;
B.根据
所以B错误;
C.光束在b、c和d的强度之和小于光束a的强度,因为在Q处光还有反射光线,所以C错误;
D.光束c的强度与反射光线PQ强度之和等于折身光线OP的强度,所以D正确;
故选D。
8.C
【详解】
A.为了减小角度测量的相对误差,入射角应适当大些,A错误;
B.因为甲和乙的入射角相同,根据折射率的公式,即
甲、乙分别插在d,e两处,故可得甲测得的玻璃砖折射率比乙的小,B错误;
C.根据光线的折射规律可知,乙在插第四枝大头针时,要使e挡住a、b的像和c,C正确;
D.根据几何知识可知,若入射角太大,光不会在玻璃砖的下表面发生全反射,D错误。
故选C。
9.C
【详解】
A.光线从O点入射,设折射角为,由折射定律有
解得
即在边的折射角为,故A错误;
B.设边长,则,作出折射后的光路图如图所示
由几何关系可知光在边的入射角为,故B错误;
C.光从光密到光疏发生全反射的临界角设为,有
即,而MN边的入射角为,且满足光密到光疏,故光在MN边发生全反射,即不能从边射出,故C正确;
D.根据几何关系可知光在A点发生全反射后到达NP边的B点,根据光的折射的可逆性可知,光从NP边的B点折射后的折射角为45°,故D错误;
故选C。
10.A
【详解】
AB.光路图如图所示,由折射定律有
由几何关系有
又有
整理得
结合图像可知

解得

所以A正确;B错误;
C.减小角,折射角减小,纸板上相邻亮斑间的距离减小,所以C错误;
D.仅换用频率较小的激光,则折射率减小,折射角增大,纸板上相邻亮斑间的距离增大,所以D错误;
故选A。
11.BD
【详解】
A.玻璃砖的光学面不能用手直接接触,否则,接触面的污渍会影响接触面的平整,进而影响折射率的测定,故A错误;
B.使用玻璃砖的BC、CD两个侧面,用同样的方法,确定入射光线和折射光线,同样也能测得折射率,故B正确;
C.选用粗的大头针完成实验时,容易出现观察误差,导致测量光线和实际光线有偏差,故C错误;
D.在测量数据时,仅用毫米刻度尺,根据三角形的边角关系,也能测出正弦值从而确定折射率,故D正确。
故选BD。
12.AC
【详解】
A.两光束的入射角i相同,折射角
根据折射定律得知折射率
故A正确;
B.光在真空中的传播速度都为光速,故B错误;
C.由公式
可知,在水中光的速度比光的速度大,故C正确;
D.由
可知,光的临界角较大,光的临界角较小,入射光与水面夹角不断减小,入射角不断增大,则光先发生全反射,故D错误。
故选AC。
13.ABD
【详解】
在光的反射中,入射角等于反射角,入射光线和反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,且分居法线两侧。可知,aO是入射光线,Ob是反射光线,Oc是折射光线
故选ABD。
14.BC
【详解】
A.因为折射角大于入射角,所以光是从介质射向真空的,故A错误;
B.据折射率公式
故B正确;
C.再由折射率n=,代入数据得
v≈1.73×108m/s
故C正确;
D.反射角等于入射角,则反射角
根据几何关系得反射光线与折射光线的夹角为,故D错误。
故选BC。
15.BC
【详解】
AB.根据题意可知b光通过三棱镜后,传播方向偏离原来方向大,所以b光折射率大,故A错误,B正确;
CD.根据,折射率大的,在介质中的速度小,故C正确,D错误。
故选BC。
16.光路如图
等于
【详解】
由折射定律

sini=-sinr
则折射角等于入射角
r1=r2
且位于法线的同侧,故光路如图。
17.2
【详解】
[1][2]恰好都能从圆弧表面射出,由几何关系可得

垂直于从圆弧面射入玻璃砖,由几何关系可知,入射角
由折射定律可得
化简代入数据解得
设射出位置到入射点的水平距离x,由正弦定理可得
射出位置到O点的距离为
18.> p
【详解】
[1].由光路可知,q光的偏折程度加大,可知q光的折射率较大,根据可知,q光在玻璃中的传播速度较小,即vp>vq;
[2].折射率大的光频率较大,若一束为黄光,一束为红光,红光频率小于黄光,则p为红光。
19.(1);(2)
【详解】
(1)设光线a经折射后经过B点,光路图如图所示
CD=,由三角函数知识可知,根据折射定律
可得折射角
(2)光在圆柱体中的传播速度
由几何知识可得,光在圆柱体内的传播路线长
故传播时间
20.①;②
【详解】
①玻璃球对此种光线的折射率为

可得
由题意可知
根据数学知识可得
②如题中图所示,入射光线AB的延长线,直径DF的延长线交于J,即如图
在中,由正弦定律可得

可得
结合
则有
解得
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页