4.1 光的折射同步练习(word版含答案)

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名称 4.1 光的折射同步练习(word版含答案)
格式 docx
文件大小 1.1MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-04-20 20:48:37

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人教版(2019)选择性必修一 4.1 光的折射 同步练习
一、单选题
1.将一透明体平放于平整坐标纸上,并在一端放上光屏,如图(俯视图)所示,用激光平行于坐标纸照射该透明体右侧表面上的P点,调整入射光角度,在光屏上仅出现了M、N两个亮斑,则该透明体对该激光的折射率约为(  )
A.1.25 B.1.33 C.1.50 D.1.67
2.两束细平行光a和b相距为d,从空气中互相平行地斜射到长方体玻璃砖的上表面,如图所示,若玻璃对a的折射率小于对b的折射率。当它们从玻璃砖的下表面射出后,有(  )
A.两束光仍平行,间距等于d B.两束光仍平行,间距大于d
C.两束光仍平行,间距小于d D.两束光不再相互平行
3.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.介质的折射率为2 B.光是从真空射入介质的
C.光的传播速度保持不变 D.反射光线与折射光线的夹角为90°
4.如图所示,等边是三棱镜的横截面,一束单色光以60°的入射角射到AB边的中点,经棱镜两次折射后,从AC边射出,测出经两次折射后光线的偏向角为60°,已知AB边的长度为L,光在真空中的速度为c,则光沿图示路径通过三棱镜的时间是(  )
A. B. C. D.
5.在很多情况下,我们对物理规律的理解和认识是通过观察和比较物理现象来进行的。在下列的观察及根据观察所得出的相应结论中正确的是(  )
A.相同的弹簧受到不同的拉力,拉力越大,弹簧的形变量越大,说明弹簧的劲度系数和拉力的大小有关
B.从同一高度同时做自由落体运动和做平抛运动的相同小球能同时落地,说明这两个小球的运动都满足机械能守恒
C.一束平行白光射向玻璃三棱镜,不同颜色的光经过三棱镜偏折的角度不同,说明了玻璃对不同颜色光的折射率不同
D.把一根条形磁铁插入闭合线圈,磁铁插入的速度越大,感应电流越大,说明感应电动势的大小和磁通量变化的大小有关
6.一个人站在湖边,观察离岸一段距离的水下的一条鱼,这个人看到的鱼的位置和鱼在水下真实的位置相比较,下列说法中正确的是(  )
A.在鱼真实位置的正上方某处
B.在鱼真实位置下方偏向观察者的某处
C.在鱼真实位置上方偏向观察者的某处
D.所给条件不足,无法确定观察到的鱼的位置
7.如图所示,一束单色光从介质1射入介质2,在介质1、2中的波长分别为λ1、λ2,频率分别为f1、f2,则(  )
A.λ1<λ2 B.λ1>λ2 C.f1<f2 D.f1>f2
8.下列哪一幅图正确表示了光从空气进入玻璃中的光路(  )
A. B.
C. D.
9.如图所示,一束自然光经过玻璃三棱镜折射后分为几束单色光,选取了其中两种单色光a、b进行研究并作出了光路图。单色光a、b的波长分别为λa、λb,在该玻璃中的传播速度分别为va、vb,该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb,则( )
A.λa< λb,va > vb,na > nb
B.λa< λb,va = vb,na < nb
C.λa> λb,va > vb,na < nb
D.λa> λb,va = vb,na > nb
10.如图所示,注满水的透明玻璃水缸中有一位男子手持一张写有“PHYSICS IS PHUN”的纸片,将自己的头部露出水面。从照片中可以看到该男子在水中的身体与其头部有明显的错位,造成这种视觉现象的主要原因是(  )
A.光的反射 B.光的折射
C.光的干涉 D.光的衍射
11.如图所示,一束可光见穿过平行玻璃砖后,分成a、b两束单色光,下列说法正确的是(  )
A.单色光a在玻璃砖中的传播速度大于单色光b在玻璃砖中的传播速度
B.玻璃砖对单色光a的折射率大于对单色光b的折射率
C.从玻璃砖中出射后,单色光a的出射角大于单色光b的出射角
D.有可能单色光a是紫光,单色光b是黄光
12.一束复色光从空气进入某介质后,变为a、b两束单色光如图所示,下列判断正确的是(  )
A.介质对a光的折射率小于介质对b光的折射率
B.a的波长大于b的波长
C.a的频率大于b的频率
D.a在介质中的传播速度比b的大
二、填空题
13.如图所示的装置可以测量棱镜的折射率,ABC表示待测直角棱镜的横截面,棱镜的顶角为α,紧贴直角边AC是一块平面镜,一光线SO射到棱镜的AB面上,适当调整SO的方向,当SO与AB成β角时,从AB面射出的光线与SO重合,则棱镜的折射率_________
14.波的折射:光从一种介质进入另一种介质时会发生折射,同样,其他波从一种介质进入另一种介质时也发生_______。
15.如图所示,玻璃砖的横截面由半径为的圆和宽度也为的矩形组成,点为圆的圆心,光屏与玻璃砖左右两侧的直边缘部分平行,到玻璃砖右侧直边缘的距离也为。一单色光线在点垂直玻璃砖左侧边缘射入玻璃砖,两点间的距离为,入射光线的延长线与光屏的交点为点,光线进入玻璃砖后,自玻璃砖右侧弧面再射出时的折射角60°,则此玻璃砖的折射率为_____,若使入射光线绕入射点顺时针旋转60°,光线照射到屏上的亮点到点的距离为_____。
16.如图,某同学在研究色散现象时,对着圆心O从半圆形“空腔”玻璃砖ABC(内部为真空,周围是玻璃)的弧形面上P点射入一束白光,发现在与AC平行的屏幕上出现了彩色光带DD′。
①光带上最靠近D的是__________(填“红”、“绿”或“紫”)光;
②取走玻璃砖后,该同学测得了以下数据:PO=10cm,OD=54.6cm,PQ=8cm,DQ′=27.3cm,由此可知,玻璃对射向D的色光的折射率为_________;已知真空中的光速为3×108m/s,则该色光在玻璃砖中的光速为__________m/s。
17.收音机所接收到的无线电波由真空传入折射率为的介质中,传播速度变为________.
三、解答题
18.如图所示,矩形abcd为一玻璃砖的横截面,玻璃砖ab面镀银,bc边长度为L。由单色光1、单色光2组成的一细光束,在abcd平面内从cd面上的O点以入射角射入玻璃砖,该玻璃砖对单色光1、单色光2的折射率分别为n1和n2,。求经ab面反射一次后从cd面射出的两单色光线间的距离。
19.如图所示,玻璃砖的截面由半圆和等腰直角三角形组成,半圆的半径为R,在截面内一束单色光由D点射入玻璃砖,入射角为,折射角为,折射光线与半圆的直径垂直,且通过AB边的中点E,DE与AB的夹角也为,最后光线从玻璃砖中射出时与入射光线相交于P点,已知光在真空中的传播速度为c,。求:
(1)玻璃砖的折射率;
(2)光从P点射向玻璃砖到再次回到P点的时间t。
20.如图所示,一玻璃工件的横截面为等腰三角形ABC,已知AB=BC=L,∠B=120°,E为AB边的中点,AB面镀有反射膜。将一束单色光从D点垂直AC边射入工件,光线在E点发生反射之后再经AC边反射,最后从BC边上的某点平行于AC边射出。已知光在真空中的传播速度为c,不考虑光在BC面的反射。求:
①该玻璃工件材料的折射率,并判断单色光能否从AC边射出;
②单色光从射入工件到射出工件所用的传播时间。
21.如图所示,为扇形玻璃砖,一细光束照射到面上的C点,入射角为,折射光线平行于边,圆弧的半径为R,C点到BO的距离为,,,光在空气中传播速度为c,求:
(1)玻璃砖的折射率及光线在圆弧面上出射时的折射角;
(2)光在玻璃砖中传播的时间。
22.如图所示,某透明物体截面是边长为a的正方形ABCD,底面AB镀银,一束光线在截面内从AD边的中点O入射,入射角为60°,光线经底面AB反射后恰从C点射出。已知真空中光速为c,求:
①该透明物体的折射率。
②光在透明物体中传播的时间。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
【详解】
由题意可知,光点N是由设到P点的光线直接反射后射到N点;而光斑M是由射到P点的光折射后射到左侧表面,然后发生全反射射到M点;
则在P点,由光的折射定律结合几何关系可知
故选B。
2.B
【详解】
作出两种光线在平行玻璃砖的光路图如下
根据折射率公式有
na=,nb=
由题意知
na
ra>rb
由几何关系得
>d
光线经两侧面平行的玻璃砖后方向不变,折射光线平行。故ACD错误,B正确。
故选B。
3.D
【详解】
AB.由光路可知,光是由介质射向真空的,根据折射定律
选项AB错误;
C.光从介质进入真空中,则光速变大,选项C错误;
D.因反射角为30°,则反射光线与折射光线的夹角为90°,选项D正确。
故选D。
4.D
【详解】
光路图如图所示
由题可知
由几何关系
由折射定律有
联立可得
由于

故三角形ADE为等边三角形,即有
光在三棱镜中的传播速度为
则光通过三棱镜的时间为
故D正确,ABC错误。
故选D。
5.C
【详解】
A.相同的弹簧受到不同的拉力,拉力越大,弹簧的形变量越大,不能说明弹簧的劲度系数和拉力的大小有关,实质上弹簧的劲度系数由弹簧本身决定,与拉力无关,故A错;
B.从同一高度同时做自由落体运动和做平抛运动的相同小球能同时落地,只能这两个小球竖直方向的运动相同,都是自由落体运动,不能说明这两个小球的运动都满足机械能守恒,故B错误;
C.一束平行白光射向玻璃三棱镜,不同颜色的光经过三棱镜偏折的角度不同,说明相同的
入射角折射角不同,根据折射定律可知玻璃对不同颜色光的折射率不同,故C正确;
D.把一根条形磁铁插入闭合线圈,磁铁插入的速度越大,感应电流越大,说明感应电动势的大小和磁通量变化快慢的大小有关,而不能说明磁通量变化的大小有关,故D错误。
故选C。
6.C
【详解】
如图所示画出光路图
所以这个人看到的鱼的位置在鱼真实位置上方偏向观察者的某处,故C正确,ABD错误。
故选C。
7.B
【详解】
光从介质1进入介质2频率不变,即
f1=f2
由光路图可知,入射角大于折射角,则介质2的折射率较大,根据
则光在介质2中速度较小,根据
即在介质2中波长较小,即
λ1>λ2
故选B。
8.C
【详解】
ACD.光从空气斜射入玻璃时,折射角应小于入射角,而A图中折射角大于入射角,D图中折射角等于入射角,AD错误C正确;
B.B图中折射光线与入射光线在法线的同侧,画法错误,B错误。
故选C。
9.C
【详解】
由图可知,两束光的入射角i相同,玻璃对单色光a的折射角大于b光的折射角,根据折射定律
得知,玻璃对a光的折射率小于玻璃对b光的折射率,即
na

可知
va >vb
由于玻璃对a光的折射率小于玻璃对b光的折射率,所以a光的频率小于b光的频率,由波长、波速的公式

可知
λa>λb
故选C。
10.B
【详解】
从照片中可以看到该男子在水中的身体与其头部有明显的错位,是由于光在水面处发生折射形成的,B正确,ACD错误。
故选B。
11.A
【详解】
ABD.根据光路可知,单色光b的偏移距离更大,所以单色光b的折射率更大,根据折射率与速度的关系
可知,单色光a在玻璃砖中的传播速度大于单色光b在玻璃砖中的传播速度;根据折射率与频率的关系,单色光a的频率较小,而紫光的频率大于黄光的频率。A正确,BD错误;
C.光线通过平行玻璃砖,出射方向与入射方向平行,所以从玻璃砖中出射后,单色光a的出射角等于单色光b的出射角。C错误。
故选A。
12.C
【详解】
A.由图知,a、b两束单色光的入射角相等,a光的折射角小于b光的折射角,根据折射定律
知介质对a光的折射率大于介质对b光的折射率,A错误;
C.根据光的频率越大,折射率越大,可知a的频率大于b的频率,C正确;
B.a的频率大于b的频率,由
知a的波长小于b的波长,B错误;
D.介质对a光的折射率大于介质对b光的折射率,根据
可知a在介质中的传播速度比b的小,D错误。
故选C。
13.
【详解】
由题,入射角i=90 β.要使从AB面射出的光线与SO重合,则AB面上折射光线必须与AC面垂直,由几何知识得到,折射角r=α.根据折射定律得

14.折射
【详解】

15.
【详解】
[1]由几何知识知,光线在B点的入射角为30°,所以
[2]入射光线绕A点顺时针转过60°后,由几何知识计算可得光线将在玻璃砖右侧直边缘部分射向光屏PQ,可得光线照射到屏PQ时离M点的距离为
16. 红 1.6
【详解】
①[1]玻璃对红光的折射率最小,故入射角相同时,红光折射角最大,所以光带上最靠近D的是红光;
②[2]由几何关系
由折射定律解得
[3]由
解得该色光在玻璃砖中的光速为
17.×108m/s
【详解】
根据n=c/v可知,.
18.
【详解】
设单色光1的折射角为θ1,根据折射定律得
又因为
解得
同理得
经ab面反射一次后从cd面射出的两单色光线间的距离为
解得
19.(1);(2)
【详解】
(1)作出光路图如图所示
由于DE与AC边垂直,又与AB的夹角为,由几何关系有
设DE与AC的交点为F,则有
所以
在△DFO中,有
根据折射定律,玻璃砖的折射率
解得
(2)光在玻璃砖中的传播速度为
光在玻璃砖里前进的距离
在△DPO中,根据正弦定理有
所以光从P点射向玻璃砖到再次回到P点的时间
解得
20.①,不能;②
【详解】
①作出光路图,如图所示,由几何关系得
由几何关系和反射定律可得
由折射定律得
单色光在AC边发生反射时,因为

所以单色光不能从AC边射出。
②单色光在玻璃中传播速度为
传播路程为
单色光从射入工件到射出工件所用的传播时间
21.(1),;(2)
【详解】
(1)光路图如图所示,由题意,根据几何关系可知

所以光在C点的折射角为
玻璃砖的折射率为
由题意可知E点到BO的距离也为,所以光在E点的入射角为
设光线在E点的折射角为β,则根据折射定律有
解得
(2)光在玻璃砖中传播的距离为
光在玻璃砖中传播的速度为
光在玻璃砖中传播的时间为
22.① ;②
【详解】
①透明物体内部的光路图如图所示,设折射角为r
由于,有

所以
因此
②光在透明物体中的速度
光在透明物体中传播的路程
光在透明物体中传播的时间
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