4.1 光的折射定律 同步练习 (含答案解析) (5)

4.1
光的折射定律
同步练习
1．折射现象中，下列说法正确的是(　　)
A．折射角一定小于入射角
B．折射率跟折射角的正弦值成反比
C．折射角增大为原来的2倍，入射角也增大为原来的2倍
D．折射率大的介质，光在其中传播速度小
【解析】　光由空气斜射进入水中时．折射角小于入射角，根据光路可逆，由水斜射进入空气中时，折射角大于入射角，A错．由公式n＝＝知，B、C错，D正确．
【答案】　D
2．(多选)如果光以同一入射角从真空射入不同介质，则折射率越大的介质(　　)
A．折射角越大，表示这种介质对光线的偏折作用越大
B．折射角越大，表示这种介质对光线的偏折作用越小
C．折射角越小，表示这种介质对光线的偏折作用越大
D．折射角越小，表示这种介质对光线的偏折作用越小
【解析】　根据折射定律n＝，在入射角相同的情况下，折射角越小的介质，其折射率越大，该介质对光的偏折作用越大；反之，折射角越大的介质，其折射率越小，该介质对光的偏折作用越小，所以正确的选项应该是B、C.
【答案】　BC
3．某单色光在真空中的波长为λ，波速为c，它在折射率为n的介质中的速率为(　　)
A．c/n　　　　　　　
B．c/nλ
C．nc
D．c
【解析】　根据n＝，得v＝.
【答案】　A
图4－1－12
4．(多选)一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图4－1－12所示．设玻璃对a、b的折射率分别为na和nb，a、b在玻璃中的传播速度分别为va和vb，则(　　)
A．na＞nb
B．na＜nb
C．va＞vb
D．va＜vb
【解析】　由题图可知折射角ra＜rb，而n＝，所以na＞nb；由n＝知va＜vb.所以A、D正确．
【答案】　AD
5．(多选)某同学用插针法测定玻璃的折射率n，如图4－1－13所示，他的实验方法和操作步骤正确无误．但事后发现玻璃砖的两个光学面ab与cd不平行．那么下列说法正确的是(　　)
图4－1－13
A．P1、P2与P3、P4两条直线一定不平行
B．P1、P2与P3、P4两条直线一定平行
C．他测出的n值一定偏大
D．他测出的n值不受影响
【解析】　若ab、cd两面不平行，由折射定律可知出射光线和入射光线不平行，但通过插针法仍可确定折射光线，因而对n值的测定无影响，A、D正确．
【答案】　AD
6．有一块材料均匀、厚度一定的透明玻璃平板，一束单色光由空气中照射到玻璃板上，第一次沿垂直于板面方向入射，第二次沿与板面成某一倾角方向入射，则(　　)
A．第一次入射时光的方向未发生偏折，说明此时光在玻璃中的传播速度与在空气中相同
B．一、二两次光在玻璃中传播时经历的时间相同
C．一、二两次光在玻璃中传播的速度不同
D．一、二两次光在玻璃中传播的速度相同
【解析】　光在同种介质中传播的速度相同，故A、C错，D对；两次光在玻璃中通过的路程不同，则时间不同，故B错．
【答案】　D
图4－1－14
7．发出白光的细线光源ab长度为l0，竖直放置，上端a恰好在水面以下，如图4－1－14所示．现考虑线光源ab发出的靠近水面法线(图中的虚线)的细光束经水面折射后所成的像，由于水对光有色散作用，若以l1表示红光成的像的长度，l2表示蓝光成的像的长度，则(　　)
A．l1B．l1>l2>l0
C．l2>l1>l0
D．l2【解析】　由于蓝光折射率比红光折射率大，则同一点发出的光经水面折射后，蓝光比红光偏折角大，则沿反向延长线所成虚像的长度比较小，则l2【答案】　D
8．等腰三棱镜的顶角是30°，光线垂直于棱镜的一个腰面射入棱镜，从另一面射出时，出射光线偏离原来光线30°角，则该棱镜的折射率为(　　)
A.
B./2
C./3
D．3/2
【解析】　依题意作图，由题意可知：i＝60°，r＝30°，由折射定律得n＝＝，A正确．
【答案】　A
9．(多选)大气中有一种叫“蒙气差”的光现象，以下关于这种光现象的说法中正确的是(　　)
A．夜晚，我们看到南半天星星的位置，要比它实际的位置高一些
B．夜晚，我们看到南半天星星的位置，要比它实际的位置低一些
C．这种光现象中的“蒙气差”效应，越是接近地平线就越明显
D．这种光现象中的“蒙气差”效应，越是接近地平线就越不明显
【解析】　越接近地球表面，大气越稠密，折射率越大，因此，可以把大气看作是折射率不同的许多水平气层组成的，星光从上一个气层进入下一个气层时，要折向法线方向，结果，我们看到星星的位置比它的实际位置要高一些，这种效应越接近地平线就越明显，故A、C对．
【答案】　AC
10．一条光线由空气射到半圆玻璃砖表面的圆心处，玻璃砖的半圆表面上(反射面)镀有银，如图所示几个光路图中，能正确、完整地表示光线行进过程的是(　　)
【解析】　在O处光线分成两部分，进入玻璃砖到达半圆面后反射回来到O点又分成两束，在玻璃砖内的光再反射回到O点再分两束．
【答案】　D
图4－1－15
11．如图4－1－15所示，某同学在测定一厚度均匀的圆柱形玻璃的折射率时，先在白纸上作一与玻璃圆柱同半径的圆，圆心为O，将玻璃圆柱平放在白纸上，使其边界与所画的圆重合．在玻璃一侧竖直插两枚大头针P1和P2，再在另一侧先后插两枚大头针P3和P4，使从另一侧隔着玻璃观察时，大头针P4和P3与P2和P1的像恰在一直线上，移去玻璃圆柱和大头针后，在白纸上的图中画出
(1)沿P1和P2连线方向的入射光线通过圆柱形玻璃后的传播方向；
(2)光线在玻璃内的传播方向；
(3)在光线的入射点作法线，标出入射角i和折射角r；
(4)写出计算玻璃折射率的公式(不必计算)．
【答案】　过P1、P2作直线交圆周于O1点，过点O1作法线O1O；过P3、P4作直线为出射光线，交圆周于O2
点；过O2O作直线为法线．连接O1O2为入射光线在玻璃内的折射光线．量出入射角i和折射角r，由公式n＝可求出折射率．如图所示．
12．光线以60°的入射角从空气射入玻璃中，折射光线与反射光线恰好垂直．(真空中的光速c＝3.0×108
m/s)
(1)画出折射光路图．
(2)求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度．
(3)当入射角增大或减小时，玻璃的折射率是否变化？说明理由．
【解析】　
(1)由题意知入射角i＝60°，反射角β＝60°，折射角r＝180°－60°－90°＝30°，折射光路图如图所示．
(2)n＝＝＝，
根据n＝
得v＝＝
m/s＝1.7×108
m/s.
(3)折射率不会变化，折射率由介质和入射光的频率决定，而跟入射角的大小无关．
【答案】　见解析