粤教版高中物理选择性必修第一册课时练20光的折射定律含答案（教师用）

课时素养评价20　光的折射定律
(分值：62分　单选4分　多选6分)
A组　知识点分组练
1．关于光的折射现象，下列说法正确的是(　　)
A．光的传播方向发生改变的现象叫光的折射
B．折射定律是托勒密发现的
C．人观察盛水容器的底部，发现水变浅了
D．若光从空气射入液体中，它的传播速度一定增大
解析：光的反射也可以改变光的传播方向，A错误；折射定律是斯涅耳发现的，B错误；由于折射现象，人观察盛水容器的底部时，发现水变浅了，C正确；由公式n＝知，光从空气射入液体中，传播速度变小，D错误．
答案：C
2．(多选)光从空气斜射进入介质中，比值＝常数，这个常数(　　)
A．与介质有关
B．与光在介质中的传播速度有关
C．与入射角的大小无关
D．与入射角正弦成正比，跟折射角的正弦成反比
解析：介质的折射率与介质有关，与入射光的频率有关，与入射角无关，与光在介质中的传播速度有关，D错误，A、B、C正确．
答案：ABC
3.如图是光源S发出的光线从水中斜射入空气中的光路图，下列关于人在岸上观察到光源S所成像的说法正确的是(　　)
A．光源S所成的虚像在直线①上
B．光源S所成的虚像在直线②上
C．光源S所成的实像在直线①上
D．光源S所成的实像在直线②上
解析：人在岸上观察到的是水中光源S所成的像，是水中S射向水面的光在水面发生折射后进入人的眼睛，人眼逆着折射光线看到了比S浅的虚像，此虚像在直线①上，A正确．
答案：A
4.如图所示，半圆形玻璃砖的圆心为O，半径为R，O、P两点间的距离为R.一束单色光从P点以45°角射入玻璃砖，出射光线和入射光线平行，则玻璃砖的折射率为(　　)
A． B．2 C． D．3
解析：单色光从P点以45°角射入玻璃砖，出射光线和入射光线平行，则有折射光线与OP垂线的夹角相等，则光线在玻璃砖中的光路图如图所示，由折射定律可得n＝，由几何关系可知sin α＝＝，联立解得n＝，A正确，B、C、D错误．
答案：A
5．如图所示，落山的太阳看上去正好在地平线上，但实际上太阳已处于地平线以下，观察者的视觉误差大小取决于当地大气的状况．造成这种现象的原因是(　　)
A．光的反射 B. 光的折射
C．光的直线传播 D. 小孔成像
解析：太阳光线进入大气层发生折射，使传播方向发生改变，从而使观察者感觉太阳的位置比实际位置偏高，B正确．
答案：B
6.在天宫课堂中，航天员王亚平将空气注入水球，形成的气泡球与水球的球心都在O点．一束光线从空气射入水球的光路如图所示，其中球心O与入射点O1的连线为法线．则进入气泡球的折射光线可能为(　　)
A．① B．② C．③ D．④
解析：光从水中斜射入空气中，会发生折射，折射角大于入射角，对于球体而言，入射点与球心所在的直线即法线，入射光线和折射光线分别位于法线两侧，就题图而言，OO2所在的直线即法线，进入气泡球的折射光线可能为①，A正确．
答案：A
7.如图所示，有一玻璃三棱镜ABC，顶角A为30°，一束光线垂直于AB射入棱镜，从AC射出进入空气，测得出射光线与AC夹角为30°，则棱镜的折射率为(　　)
A． B． C． D．
解析：顶角A为30°，则光从AC面射出时，在棱镜中的入射角θ1＝30°.由于出射光线与AC的夹角为30°，所以折射角θ2＝60°.由折射率的定义可知n＝＝，故C正确．
答案：C
8．在水中同一深度并排放着红、蓝、紫三种颜色的球，若在水面正上方俯视这三个球，感觉最深的是(　　)
A．紫色球 B．蓝色球
C．红色球 D．三个球同样深
解析：光源在水中视深与实际深度的关系是h视＝，在视深公式中，h视为看到的深度，h实为实际深度，n为折射率，由于三种颜色球的实际深度相同，而水对红光的折射率最小，所以看到最深的是红色球，C正确．
答案：C
B组　促思提能训练
9.如图，一艘帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面3 m．距水面4 m的湖底P点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为53°，已知sin 53°＝0.8，水的折射率为.则桅杆到P点的水平距离为(　　)
A．8 m B．6 m
C．7 m D．6.5 m
解析：设光束在水中的入射角为i，根据折射率定义有n＝，解得i＝37°，则桅杆到P点的水平距离x＝3tan 53°＋4tan 37°＝7 m，故C正确，A、B、D错误.
答案：C
10.图为生活中常见的圆柱形茶壶．当茶壶中有水时，圆柱形滤网的水下部分和水上部分的观察效果如图所示．某研究兴趣小组根据图中所示的现象建构出合适的光学模型，并依据此图，利用刻度尺测量出水上和水下圆柱的直径分别为l1和l2，推导出水的折射率的表达式．下列正确的是(　　)
A．n＝ B．n＝
C．n＝ D．n＝
解析：滤网的水下部分要比水上部分宽是因为光线发生了折射现象，设茶壶的半径为R，根据几何知识sin i＝，sin γ＝，故折射率为n＝＝，B正确．
答案：B
11．(12分)如图所示，一位身高1.8 m的游泳运动员竖直在2 m深的清澈泳池中，某时刻脚底到池底距离为1 m．此时可视为平行光的太阳光线与水面夹角为45°，水对太阳光的折射率为.求：
(1)太阳光线进入水中的折射角；
(2)此时池底运动员影子的头顶处到身体正下方的水平距离a.(计算结果保留一位小数)．
解析：(1)光线射到水面上的入射角为i＝45°，
根据n＝，
可得折射角γ＝30°.
(2)由几何关系可知a＝(1.8 m＋1 m－2 m)tan 45°＋2 m×tan 30°≈2.0 m.
答案：(1)30°　(2)2.0 m
12.(8分)两束平行的细激光束垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上，如图所示．已知其中一束光沿直线穿过玻璃，它的入射点是O，另一束光的入射点为A，穿过玻璃后两条光线交于P点．已知半圆柱玻璃截面的半径为R，OA＝，OP＝R.求玻璃材料的折射率．
解析：画出光路图如图所示．其中一束光沿直线穿过玻璃，可知O点为圆心．另一束光从A点沿直线进入玻璃，在半圆面上的入射点为B，设入射角为θ1，折射角为θ2，由几何关系可得sin θ1＝＝，解得θ1＝30°.由余弦定理知BP＝R，折射角为θ2＝60°.由折射定律得玻璃材料的折射率为n＝＝＝.
答案：
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