人教版高中物理选修一 第4章 第1节第1课时 光的折射(word版含答案)
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理选修一 第4章 第1节第1课时 光的折射(word版含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 309.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-09 22:00:36 | ||
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文档简介
人教版高中物理选修一 第4章 第1节第1课时 光的折射
一、单项选择题（共8小题；）
1. 如图所示的四个光路能正确表示光线由玻璃射入空气的是
A. B.
C. D.
2. 以往，已知材料的折射率都为正值（）。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（），成为负折射率材料。位于空气中的这类材料，入射角 与折射角 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）。若该材料对电磁波的折射率 ，则从空气中一点光源发射的光线射向这种材料的光路图是
A. B.
C. D.
3. 在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示。有一半径为 的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为 ，则光束在桌面上形成的光斑半径为
A. B. C. D.
4. 如图所示，一束可见光穿过玻璃三棱镜后，变为 、 、 三束单色光。如果 光是绿光，则以下说法正确的是
A. 光可能是蓝光 B. 光可能是红光
C. 光的频率小于 光的频率 D. 光的波长大于 光的波长
5. 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 点沿 方向射出，如图所示，则
A. 是红光，它穿过玻璃砖所需的时间短
B. 是紫光，它穿过玻璃砖所需的时间长
C. 是红光，它穿过玻璃砖所需的时间长
D. 是紫光，它穿过玻璃砖所需的时间短
6. 如图所示，储油桶的底面直径与高均为 。当桶内没有油时，从某点 恰能看到桶底边缘的点 。当桶内装满油时，仍沿 方向看去，恰好看到桶底上的点 ， 、 两点相距 。光在空气中的传播速度可视为真空中的光速 。则
A. 仅凭上述数据可以求出筒内油的折射率
B. 仅凭上述数据可以求出光在筒内油中传播的频率
C. 仅凭上述数据可以求出光在筒内油中传播的波长
D. 来自 点的光射向油面时一定会出现全反射现象
7. 一束光从某种介质射入空气，折射光路如图所示，则
A. 该介质的折射率约为
B. 该介质的折射率约为
C. 进入空气后这束光的速度变慢，波长变长
D. 进入空气后这束光的频率增高，波长变短
8. 以往，已知材料的折射率都为正值（）。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（），称为负折射率材料。位于空气中的这类材料，入射角 与折射角 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射入，从下表面射出。若该材料对此电磁波的折射率 ，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是
A. B.
C. D.
二、双项选择题（共3小题；）
9. 如图所示为一束光线穿过介质Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时的光路，则
A. 介质Ⅰ的折射率最大 B. 介质Ⅱ的折射率最大
C. 介质Ⅲ的折射率最大 D. 光在介质Ⅱ中传播速度最大
10. 现有由同一种材料制成的一个透明工艺品，其切面形状如图所示。其中，顶部 为矩形，宽 ，长 ，底部 为等边三角形。现让一束单色光从 部分表面 边的中点 处沿竖直方向射入，光线进入 后，发现折射光线恰好与 部分的 平行且经过 ，最后从 部分的 边上某点 处射出。光在真空中的传播速度为 。则
A. 光在工艺品中传播的速度为
B. 光在工艺品中传播的速度为
C. 光在工艺品中传播的时间为
D. 光在工艺品中传播的时间为
11. 如图 A、B 所示，光由空气射入半圆形玻璃砖，如图 C、D 所示，光由半圆形玻璃砖射入空气， 点是半圆形玻璃砖的圆心，下列情况中可能发生的是
A. B.
C. D.
三、多项选择题（共1小题；）
12. 关于光的反射与折射现象，下列说法正确的是
A. 光发生反射时，光的传播方向一定改变
B. 光发生反射时，光的传播方向可能偏转
C. 光发生折射时，一定伴随着反射
D. 光发生折射时，光的传播方向可能偏转
四、解答题（共2小题；）
13. 如图所示，某复合光经过半圆形玻璃砖后分成 、 两束光，其中光束 与法线的夹角为 ，光束 与法线的夹角为 ，已知光在真空中的速度 。则：
（1） 光在玻璃中的传播速度是多少
（2）入射光绕 点逆时针至少再旋转多大角度就无折射光
14. 一束由红、蓝两单色光组成的光以入射角 由空气射到半圆形玻璃砖表面的 处， 是半圆的直径。进入玻璃后分为两束，分别为 、 ，它们从 到 和从 到 的时间分别为 和 ，求：
（1）在玻璃中哪束是蓝光
（2） 与 的比值
答案
1. B
2. C
【解析】根据
知入射角不等于 ，则折射角也不等于 ，所以光线进入材料时不可能垂直于界面，故A错误；
此图中光线发生反射，没有发生折射，故B错误；
根据题意知，折射线与入射线位于法线的同一侧，该图符合折射的规律，故C正确；
光线从材料右侧面射出时，违反了折射规律：折射线与入射线位于法线的同一侧，故D错误。
故选C。
3. C
4. C
5. A
【解析】因红光的折射率较小，故红光的入射角应小于紫光的入射角，故 为红光；在玻璃中两光的光程相等，而红光的波速大于紫光的波速，故红光穿过玻璃砖所需时间短．故A正确．
6. A
7. B
8. B
【解析】由题中信息“折射线与入射线位于法线的同一侧”可知，无论是电磁波从空气射入介质，还是从介质射入空气，都要符合此规律，故A、D错误；折射率为 ，由折射定律可知，同侧的折射角等于入射角，故B正确，C错误。
9. C， D
【解析】根据折射情况，Ⅰ与Ⅱ相比，Ⅰ是光密介质；
Ⅱ与Ⅲ相比，Ⅲ是光密介质，所以Ⅱ是最疏的，光的传播速度最大；
Ⅰ与Ⅲ相比，Ⅲ中的折射角小，介质Ⅲ的折射率最大。
10. A， C
【解析】光路图如图所示，
由几何关系知，光进入 部分的入射角为 ，折射角为 ，则工艺品的折射率为 ，光在工艺品中传播的速度为 ，代入数据可得 ，故A正确，B错误；由几何关系得光在工艺品中传播的路程 ，则光在工艺品中传播的时间 ，故C正确，D错误。
11. B， D
12. A， B， C
【解析】由光的反射定律可知，反射角等于入射角，不管入射角多大，光发生反射时，光的传播方向都要改变，选项A正确；
光发生反射时，当入射角等于 时，光的传播方向偏转 ，选项B正确；
光从一种介质射到两种介质的分界面时，一定有部分光发生反射，选项C正确；
光发生折射时，光的传播方向偏转一定小于 ，选项D错误。
13. （1）
【解析】对 光，根据折射定律得：，
则 光在玻璃中的传播速度：。
（2）
【解析】 光的折射率 ，可知 光的临界角大；
根据 得：，
则入射光绕 点逆时针旋转的角度为：。
14. （1） 在玻璃中 光是蓝光
【解析】设折射光线与法线方向成 角，由 知， 光的偏折程度比较大，则玻璃对 光的折射率比较大， 光的频率比较大，所以 光应是蓝光。
（2） 与 的比值为
【解析】光在玻璃中的传播速度为
则有
由以上两式得：
光线在玻璃中传播时间与折射率无关，所以
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一、单项选择题（共8小题；）
1. 如图所示的四个光路能正确表示光线由玻璃射入空气的是
A. B.
C. D.
2. 以往，已知材料的折射率都为正值（）。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（），成为负折射率材料。位于空气中的这类材料，入射角 与折射角 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）。若该材料对电磁波的折射率 ，则从空气中一点光源发射的光线射向这种材料的光路图是
A. B.
C. D.
3. 在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示。有一半径为 的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为 ，则光束在桌面上形成的光斑半径为
A. B. C. D.
4. 如图所示，一束可见光穿过玻璃三棱镜后，变为 、 、 三束单色光。如果 光是绿光，则以下说法正确的是
A. 光可能是蓝光 B. 光可能是红光
C. 光的频率小于 光的频率 D. 光的波长大于 光的波长
5. 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 点沿 方向射出，如图所示，则
A. 是红光，它穿过玻璃砖所需的时间短
B. 是紫光，它穿过玻璃砖所需的时间长
C. 是红光，它穿过玻璃砖所需的时间长
D. 是紫光，它穿过玻璃砖所需的时间短
6. 如图所示，储油桶的底面直径与高均为 。当桶内没有油时，从某点 恰能看到桶底边缘的点 。当桶内装满油时，仍沿 方向看去，恰好看到桶底上的点 ， 、 两点相距 。光在空气中的传播速度可视为真空中的光速 。则
A. 仅凭上述数据可以求出筒内油的折射率
B. 仅凭上述数据可以求出光在筒内油中传播的频率
C. 仅凭上述数据可以求出光在筒内油中传播的波长
D. 来自 点的光射向油面时一定会出现全反射现象
7. 一束光从某种介质射入空气，折射光路如图所示，则
A. 该介质的折射率约为
B. 该介质的折射率约为
C. 进入空气后这束光的速度变慢，波长变长
D. 进入空气后这束光的频率增高，波长变短
8. 以往，已知材料的折射率都为正值（）。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（），称为负折射率材料。位于空气中的这类材料，入射角 与折射角 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射入，从下表面射出。若该材料对此电磁波的折射率 ，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是
A. B.
C. D.
二、双项选择题（共3小题；）
9. 如图所示为一束光线穿过介质Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时的光路，则
A. 介质Ⅰ的折射率最大 B. 介质Ⅱ的折射率最大
C. 介质Ⅲ的折射率最大 D. 光在介质Ⅱ中传播速度最大
10. 现有由同一种材料制成的一个透明工艺品，其切面形状如图所示。其中，顶部 为矩形，宽 ，长 ，底部 为等边三角形。现让一束单色光从 部分表面 边的中点 处沿竖直方向射入，光线进入 后，发现折射光线恰好与 部分的 平行且经过 ，最后从 部分的 边上某点 处射出。光在真空中的传播速度为 。则
A. 光在工艺品中传播的速度为
B. 光在工艺品中传播的速度为
C. 光在工艺品中传播的时间为
D. 光在工艺品中传播的时间为
11. 如图 A、B 所示，光由空气射入半圆形玻璃砖，如图 C、D 所示，光由半圆形玻璃砖射入空气， 点是半圆形玻璃砖的圆心，下列情况中可能发生的是
A. B.
C. D.
三、多项选择题（共1小题；）
12. 关于光的反射与折射现象，下列说法正确的是
A. 光发生反射时，光的传播方向一定改变
B. 光发生反射时，光的传播方向可能偏转
C. 光发生折射时，一定伴随着反射
D. 光发生折射时，光的传播方向可能偏转
四、解答题（共2小题；）
13. 如图所示，某复合光经过半圆形玻璃砖后分成 、 两束光，其中光束 与法线的夹角为 ，光束 与法线的夹角为 ，已知光在真空中的速度 。则：
（1） 光在玻璃中的传播速度是多少
（2）入射光绕 点逆时针至少再旋转多大角度就无折射光
14. 一束由红、蓝两单色光组成的光以入射角 由空气射到半圆形玻璃砖表面的 处， 是半圆的直径。进入玻璃后分为两束，分别为 、 ，它们从 到 和从 到 的时间分别为 和 ，求：
（1）在玻璃中哪束是蓝光
（2） 与 的比值
答案
1. B
2. C
【解析】根据
知入射角不等于 ，则折射角也不等于 ，所以光线进入材料时不可能垂直于界面，故A错误；
此图中光线发生反射，没有发生折射，故B错误；
根据题意知，折射线与入射线位于法线的同一侧，该图符合折射的规律，故C正确；
光线从材料右侧面射出时，违反了折射规律：折射线与入射线位于法线的同一侧，故D错误。
故选C。
3. C
4. C
5. A
【解析】因红光的折射率较小，故红光的入射角应小于紫光的入射角，故 为红光；在玻璃中两光的光程相等，而红光的波速大于紫光的波速，故红光穿过玻璃砖所需时间短．故A正确．
6. A
7. B
8. B
【解析】由题中信息“折射线与入射线位于法线的同一侧”可知，无论是电磁波从空气射入介质，还是从介质射入空气，都要符合此规律，故A、D错误；折射率为 ，由折射定律可知，同侧的折射角等于入射角，故B正确，C错误。
9. C， D
【解析】根据折射情况，Ⅰ与Ⅱ相比，Ⅰ是光密介质；
Ⅱ与Ⅲ相比，Ⅲ是光密介质，所以Ⅱ是最疏的，光的传播速度最大；
Ⅰ与Ⅲ相比，Ⅲ中的折射角小，介质Ⅲ的折射率最大。
10. A， C
【解析】光路图如图所示，
由几何关系知，光进入 部分的入射角为 ，折射角为 ，则工艺品的折射率为 ，光在工艺品中传播的速度为 ，代入数据可得 ，故A正确，B错误；由几何关系得光在工艺品中传播的路程 ，则光在工艺品中传播的时间 ，故C正确，D错误。
11. B， D
12. A， B， C
【解析】由光的反射定律可知，反射角等于入射角，不管入射角多大，光发生反射时，光的传播方向都要改变，选项A正确；
光发生反射时，当入射角等于 时，光的传播方向偏转 ，选项B正确；
光从一种介质射到两种介质的分界面时，一定有部分光发生反射，选项C正确；
光发生折射时，光的传播方向偏转一定小于 ，选项D错误。
13. （1）
【解析】对 光，根据折射定律得：，
则 光在玻璃中的传播速度：。
（2）
【解析】 光的折射率 ，可知 光的临界角大；
根据 得：，
则入射光绕 点逆时针旋转的角度为：。
14. （1） 在玻璃中 光是蓝光
【解析】设折射光线与法线方向成 角，由 知， 光的偏折程度比较大，则玻璃对 光的折射率比较大， 光的频率比较大，所以 光应是蓝光。
（2） 与 的比值为
【解析】光在玻璃中的传播速度为
则有
由以上两式得：
光线在玻璃中传播时间与折射率无关，所以
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