13.1光的反射和折射 试卷（含答案） (3)

13.1光的反射和折射
试卷（含答案）
1.
关于光的折射及折射率的说法，下列正确的是(　　)
A．光由一种介质进入另一种介质时，光的传播方向一定发生改变
B．放入盛水的碗中的筷子，看起来像折了一样，是光的折射
C．光由水射入空气中，折射角小于入射角
D．光在折射率大的介质中传播速度大
E．折射率可以小于1
解析：当光垂直交界面射入时，传播方向不变，A错；光由水射入空气中，折射角大于入射角，C错；光在介质中的传播速度取决于光的频率和介质的折射率，D错，由n＝，v1，E错。
答案：B
2.
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，表示这种介质对光的偏折作用越大
B．折射角越大，表示这种介质对光的偏折作用越小
C．折射角越小，表示这种介质对光的偏折作用越大
D．折射角越小，表示这种介质对光的偏折作用越小
解析：由n＝可知入射角相同时，折射率n越大，折射角θ2越小，偏折角Δθ＝θ1－θ2就越大，所以C项正确。
答案：C
3.
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
解析：作出两种光线穿过平行玻璃砖的光路图。根据na＝，nb＝，由题意知na＜nb，ra＞rb，故d′＞d。光线经两侧面平行的玻璃砖后方向不变，出射光线平行。B对。
答案：B
4.
如图所示，有玻璃三棱镜ABC，顶角A为30°，一束光线a垂直于AB射入棱镜，由AC射出进入空气，测得出射光线与入射光线间夹角为30°，则棱镜的折射率为(　　)
A.
B.
C.
D.
解析：由题意可知，光线从玻璃射向空气中时，入射角为θ1＝30°，折射角为θ2＝60°，则玻璃的折射率n＝＝。
答案：C
5.
一束光由空气射入某介质，当入射光线和界面的夹角为30°时，折射光线恰好与反射光线垂直，则光在该介质中的传播速度是(光在真空中的传播速度为c)(　　)
A.
B.
C.c
D.c
解析：
光路如图所示，设入射角为θ，折射角为γ，则＝n，θ＋γ＝90°，可得n＝，又根据n＝，可得v＝，B项正确。
答案：B
6.
某同学由于没有量角器，他在完成了光路图以后，以O点为圆心、10.00
cm为半径画圆，分别交线段OA于A点，交OO′连线的延长线于C点，过A点作法线NN′的垂线AB交NN′于点B，作NN′的垂线CD交NN′于D点，如图所示。用刻度尺量得OB＝8.00
cm，CD＝4.00
cm，由此可得出玻璃的折射率n＝________。
解析：由折射定律得n＝＝，
因为OA＝OC，
所以n＝＝＝＝1.5。
答案：1.5
7.
如图所示，一细光束以45°的入射角从空气射向长方体透明玻璃砖ABCD的上表面E点，折射光线恰好过C点，已知BC＝30
cm，BE＝10
cm，求：
(1)此玻璃砖的折射率。
(2)光束在玻璃砖中传播的时间。
解析：(1)如图所示，由几何关系得折射角θ2＝30°，根据折射定律，得n＝＝。
(2)光在玻璃砖中的速度v＝，则时间t＝＝×10－9
s≈1.63×10－9
s。
答案：(1)　(2)1.63×10－9
s
8.
如图所示，真空中有一个半径为R＝0.1
m、质量分布均匀的玻璃球，频率为f＝5.0×1014
Hz的细激光束在真空中沿直线BC传播，在玻璃球表面的C点经折射进入小球，并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空中。已知∠COD＝120°，玻璃球对该激光束的折射率为。求：
(1)此激光束在真空中的波长。
(2)此激光束进入玻璃时的入射角i。
(3)此激光束穿越玻璃球的时间。
解析：(1)λ＝＝
m＝6.0×10－7
m
(2)设激光束在玻璃球中的折射角为r，则n＝
由图知r＝30°，所以sini＝nsinr＝，故i＝60°
(3)t＝
s＝2Rcosr＝
m
v＝＝
m/s＝×108
m/s
所以t＝1.0×10－9
s
答案：(1)6.0×10－7
m　(2)60°　(3)1.0×10－9
s
9.
如图所示，一条光线通过一个在水中的球形空气泡，下列哪一条表示出射光线的路径(　　)
A．光线1
B．光线2
C．光线3
D．光线4
解析：光先从水进入空气泡中，由折射定律可知折射角应大于入射角；然后又从空气射入水中，折射角应小于入射角。综上所述，只有1光线符合要求，A选项正确。
答案：A
10.
把用相同玻璃制成的厚度为d的正方体a和半径亦为d的半球体b，分别放在报纸上，且让半球的凸面向上。从正上方分别观察a、b中心处报纸上的字，下面的观察记录中正确的是(　　)
A．a中的字比b中的高
B．b中的字比a中的高
C．一样高
D．a中的字较没有玻璃时高，b中的字和没有玻璃时一样
解析：如图所示放在半球体b球心下的字反射的光线经半球体向外传播时，传播方向不变，故人看到字的位置是字的真实位置；而处在正方体a中心下的字反射的光线在正方体的上表面处发生折射，折射光线远离法线，当人逆着折射光线看去时，看到的是真实字的虚像，其位置比真实字的位置高，故选A、D。
答案：AD
11.
现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成。夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目。这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的，反光膜内均匀分布着一层直径为10
μm的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射——反射——折射后恰好和入射光线平行，如图所示，那么第一次入射的入射角应是(　　)
A．15°
B．30°
C．45°
D．60°
解析：
作光路图如图所示，设入射角为θ，折射角为α，则θ＝2α，n＝＝，cosα＝＝，α＝30°，所以θ＝60°。故选项D正确。
答案：D
12.
在做“测定玻璃的折射率”的实验中：
(1)甲同学在纸上画出玻璃砖的两个界面ab和cd时不慎碰了玻璃砖使它向ab方向平移了一些，如图甲所示。其后的操作都正确。但画光路图时，将折射点确定在ab和cd上，则测出的n值将________。
(2)乙同学为了避免笔尖接触玻璃面，画出的a′b′和c′d′都比实际侧面向外侧平移了一些，如图乙所示，以后的操作均正确，画光路图时将入射点和折射点都确定在a′b′和c′d′上，则测出的n值将________。
解析：(1)此时玻璃砖的平移对测量结果没有影响，由图(a)可看出折射角不变，入射角相同，故测得的折射率将不变。
(2)由图(b)可看出，使入射点O向左移，折射点向右移，所画出的折射角θ2′比实际折射角θ2偏大，由n＝知，测得的折射率偏小。
答案：(1)不变　(2)偏小
13.
一半圆柱形透明物体横截面如图所示，底面AOB镀银(图中粗线)，O表示半圆截面的圆心。一束光线在横截面内从M点入射，经过AB面反射后从N点射出。已知光线在M点的入射角为30°，∠MOA＝60°，∠NOB＝30°。求：
(1)光线在M点的折射角；
(2)透明物体的折射率。
解析：(1)如图，透明物体内部的光路为折线MPN，Q、M点相对于底面EF对称，Q、P和N三点共线。
设在M点处，光的入射角为i，折射角为r，∠OMQ＝α，
∠PNF＝β。根据题意有
α＝30°①
由几何关系得，∠PNO＝∠PQO＝r，于是
β＋r＝60°②
且α＋r＝β③
由①②③式得
r＝15°④
(2)根据折射率公式有
sini＝nsinr⑤
由④⑤式得
n＝
答案：见解析