同步课时精练（十六）4.1光的折射定律（后附解析）

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同步课时精练（十六）6.1 光的折射定律（后附解析）
一、单选题
1．如图所示，真空中有一个半径为R、折射率的透明玻璃球。一束光沿与直径成角的方向从P点射入玻璃球，并从Q点射出，求光在玻璃球中的传播时间。（已知光在真空中的传播速度为c）（　　）
A． B． C． D．
2．佛教经典《仁王经》中提到:“一弹指六十刹那，一刹那九百生灭”。其实“刹那”是微观物理学中的一种时间单位，一刹那等于10-8s，下列说法正确的是（　　）
A．“一刹那”指的是某一时刻
B．“刹那”属于单位制中长度的单位
C．“一刹那”时间内光走过的路程为1m
D．1s所含的“刹那数”比1年所含的“秒数”多
3．假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比（　　）
A．将提前 B．将延后
C．在某些地区将提前，在另一些地区将延后 D．不变
4．一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角射入，穿过玻璃砖自下表面射出，已知该玻璃砖对红光的折射率为1.5。设红光与蓝光穿过该玻璃砖所用的时间分别为和，则在从逐渐增大至的过程中（　　）
A．始终大于 B．始终等于
C．始终小于 D．先小于后大于
5．一束单色光从空气射入水中，下列说法错误的是（ ）
A．光的速度改变 B．光的频率改变
C．光的波长改变 D．光的能量改变
6．一束单色光穿过两块两面平行的玻璃砖，出射光线与入射光线的位置关系可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
7．一束由红、蓝两单色光组成的光以入射角θ由空气射到半圆形玻璃砖表面的A处，AB是半圆的直径；进入玻璃后分为两束，分别为AC、AD，它们从A到C和从A到D的时间分别为t1和t2，则（　　）
A．AC是红光，t1小于t2
B．AC是蓝光，t1等于t2
C．在玻璃中单色光AC的传播速度大于单色光AD的传播速度
D．若保持入射光束不变，把半圆形玻璃砖稍向左移，则两束光可能同时到达半圆面
8．如图所示是一块扇形玻璃棱镜的竖直截面，其圆心角为90°，OC边沿水平方向，OD边沿竖直方向。由a、b两单色光组成的入射光从OC边的A点入射，入射角=60°，a光从圆弧边的B点竖直向下出射，其中BC弧长占整个CD弧长的，b光从圆弧边向左下方出射则（　　）
A．a光在棱镜中的折射率为
B．b光在棱镜中的折射率为
C．b光的频率比a光小
D．b光在棱镜中的传播时间比a光长
9．在“测量玻璃的折射率”实验中，实验室提供了梯形玻璃砖，有四个面为光学面，某同学利用其中两个面设计了以下几种实验方案，光路图如图所示，其中不合理的是（　　）
A． B．
C． D．
二、多选题
10．一束光从介质1进入介质2，方向如图所示，下列对于1、2两种介质的光学属性的判断正确的是（　　）
A．介质1的折射率小
B．介质1的折射率大
C．光在介质1中的传播速度大
D．光在介质2中的传播速度大
11．下列说法正确的是（　　）
A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，利用了波的反射原理
B．隐形飞机的表面涂上特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的
C．雷声轰鸣不绝是声波的多次反射形成的
D．水波从深水区传到浅水区时传播方向发生改变的现象，是波的折射现象
12．如图，空气中有两块材质不同、上下表面平行的透明玻璃板平行放置；一细光束从空气中以某一角度(0<<90°)入射到第一块玻璃板的上表面。下列说法正确的是（　　）
A．在第一块玻璃板下表面一定有出射光
B．在第二块玻璃板下表面一定没有出射光
C．第二块玻璃板下表面的出射光方向一定与入射光方向平行
D．第二块玻璃板下表面的出射光一定在入射光延长线的左侧
三、解答题
13．用透明材料制成横截面为长方形的长方体，横截面的长AB足够长，宽，按图示放置在水平地面上，在地面上的P点有一个光源，向该材料CD面入射一束光，当入射光与CD面夹角为时，反射光与折射光恰好垂直。光在真空中传播速度为c，，。求：
（1）这种材料的折射率；
（2）这束光线在材料中传播经历的时间。

14．为从军事工事内部观察到外面的目标，在工事壁上开一长方形孔．设工事壁厚，孔的宽度，孔内嵌入折射率的玻璃砖如图所示．试问：嵌入玻璃砖后，工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少？
15．如图，有一透明材质的正四面体置于水平面上，边长为2l，底面涂有反射材料。一束竖直向下的光线照射在正四面体侧面的中心，光束经折射后恰能经正四面体底面中心反射后离开正四面体。已知真空中光速为c，结果可用根号表示。
（1）求该材质的折射率；
（2）求该光束在四面体内传播的时间。
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试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
解析：设光线在P 的折射角为θ，由折射定律得
解得
θ=30°
由几何知识可知光线在玻璃球中路径的长度为
光线在玻璃球中的速度为
光线在玻璃球中的传播时间为
2．D
解析：A．“一刹那”指的是时间间隔，故A错误；
B．“刹那”属于单位制中时间的单位，故B错误；
C．“一刹那”时间内光走过的路程为
故C错误；
D．1s所含的“刹那数”为
一年所含的“秒数”为
故D正确。
3．B
解析：如图所示
假设地球表面不存在大气层，则地球上M处的人只能等到太阳运动到S处才看见日出，而地球表面存在大气层时，太阳运动到S′处，阳光经大气层折射后即射至M点，故M点观察到的日出时刻比不存在大气层时要提前。
答案：B。
4．C
解析：设折射角为，玻璃砖的厚度为，由折射定律
且
在玻璃砖中的时间为
因为红光的折射率小于绿光的折射律，则红光的折射角大于蓝光的折射角，根据题意可知，红光的折射律为，可知红光的折射角
可知，两种光线在从逐渐增大到的过程中，折射角的2倍都小于，且红光的折射角大于蓝光的折射角，则在从逐渐增大至的过程中始终小于，故ABD错误C正确。
答案：C。
5．B
解析：A．根据光的传播速度与介质折射率关系
可知，一束单色光从空气射入水中，光的速度改变，故A正确；
B．光的频率由光源本身决定，与介质无关，因此单色光从空气射入水中时，频率不变，故B错误；
C．一束单色光从空气射入水中，光的速度减小，根据光的传播速度与波长关系可知，光的波长将减小，故C正确；
D．一束单色光从空气射入水中时，不仅发生折射，还有部分反射，因此光的能量有所减小，故D正确。
本题要选错误选项，答案：B。
6．A
解析：BC．一束单色光穿过两块玻璃砖，分别经过两次从空气中射入到玻璃，和两次从玻璃射入空气的折射，且两块玻璃砖的两面都是平行的，根据折射定律可知，最后的出射光线与最初的入射光线平行，BC错误。
AD．光由空气斜射进入玻璃砖，折射光线、入射光线在空气和玻璃砖两种介质中，折射角小于入射角；当光再由玻璃砖斜射进入空气时，折射角大于入射角，故最后的出射光线应该位于最初的入射光线延长线的左侧，A正确D错误。
答案：A。
7．B
解析：C．AC光的偏折程度比较大，则介质对AC光的折射率比较大，AC光是蓝光。设AC光与法线的夹角为，AC光在介质中的传播速度为
因此在玻璃中单色光AC的传播速度小于单色光AD的传播速度，C错误；
AB．由速度公式可得
由折射定律可得
联立解得
由此可知，AC光与AD光的传播时间相等，B正确，A错误；
D．若保持入射光束不变，把半圆形玻璃砖稍向左移，入射角不变，则两束光一定同时到达半圆面，D错误；
答案：B。
8．C
解析：A．由于弧长占整个弧长的，如图所示
故，设A处折射角为，则折射率
B处的折射角为60°，则有
联立可得
则
故A错误；
BC．由题意可得b光的出射点在之间，由折射率表达式可知
折射率越大频率越高，所以b光的频率比a光小，故B错误，C正确；
D．由
可知
而
所以b光在棱镜中的传播时间比a光短，故D错误。
答案：C。
9．B
解析：空气相对玻璃是光疏介质，光从光疏介质到光密介质，折射角小于入射角。相反，光从光密介质到光疏介质，折射角大于入射角。但选项B光从玻璃射出到空气，入射角大于折射角，这是不合理的。
答案：B。
10．BD
解析：A B．由图可知，光由介质1射入介质2后折射角大于入射角，故介质1的折射率大于介质2的折射率，选项A错误，B正确；
C D．由
n=
得
故光在介质1中的传播速度小，在介质2中的传播速度大，选项C错误，D正确。
答案：BD。
11．ABD
解析：A．声呐探测水中的暗礁、潜艇，利用了波的反射现象，故A正确；
B．隐形飞机的原理是：通过降低飞机的声、光、电等可探测特征量，使雷达等防空探测器无法早期发现，所以隐形飞机可能在机身表面涂有高效吸收电磁波的物质，使用吸收雷达电磁波材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现，故B正确；
C．雷声轰鸣不绝与光的反射没有任何关系，C错误；
D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象，故D正确；
答案：ABD
12．ACD
解析：略
13．（1）；（2）
解析：（1）光路图如图所示

由图中几何关系可得
可得
,
根据折射定律可得这种材料的折射率为
（2）这束光线在材料中传播的速度为
这束光线在材料中传播经历的时间为
14．
解析：当人眼处于底端呈对角线向外看时，视野最大，光路如图所示，
则
所以
由折射定律可得：
所以
所以视野最大张角为120°．
15．（1）；（2）
解析：（1）如图，过正四面体顶点、侧面和底面中点作出光线所在的平面三角形并标记如下，画出光路。
由立体几何关系可知，射点O点法线必过D点反射点C点法线必过F点，出射点E点法线必过A点且垂直平分FD。另外由边长为可知
，OA=，
，
则
所以该材质的折射率
（2）根据几何知识可得
，
又
则
答案第1页，共2页
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