高中物理人教版选修3-4假期作业：13.1 光的反射和折射+Word版含解析

假期作业(十一)　光的反射和折射

1．(多选)(·长春高二检测)关于折射率，下列说法正确的是(　　)
A．某种介质的折射率等于光在介质中传播速度v和光在真空中的传播速度c的比值
B．折射角和入射角的大小决定着折射率的大小
C．两种介质相比较，折射率小的介质称为光疏介质
D．任何介质的折射率都大于1
【解析】　某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度c与光在介质中传播速度v的比值，A不对；折射率与折射角和入射角的大小无关，B不对．
【答案】　CD
2．插入水中的筷子，水里部分从水面斜着看起来是(　　)
A．向上曲折
B．向下曲折
C．没有变化
D．与水对光线的反射有关，难以确定
【解析】　由光的折射定律知，水中的筷子所成的像比实际位置浅，则应向上曲折，选项A正确．
【答案】　A
3．一束光线从空气射向折射率为1.5 的玻璃内，入射角为45°，下面光路图中正确的是(　　)
　　　A　　　　　B　　 　　　C　　　　　D
【解析】　光在两介质的界面上通常同时发生反射和折射，所以A错误；由反射定律知反射角为45°，根据折射定律n＝得θ1＞θ2，故B、D错误，C正确．
【答案】　C
4．如图13-1-9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(　　)
图13-1-9
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，使传播方向改变，而使人感觉太阳的位置比实际位置偏高．
【答案】　B
5．(·杭州二中检测)
图13-1-10
如图13-1-10所示，光在真空和某介质的界面MN上发生折射，由图可知(　　)
A．光是从真空射入介质的
B．介质的折射率为
C．介质的折射率为
D．反射光线与折射光线的夹角为60°
【解析】　根据题图可知，入射角为30°，折射角为60°，反射光线与折射光线垂直，光是从介质射入真空的，折射率n＝＝＝，只有C正确．
【答案】　C
6.
图13-1-11
用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，已画好玻璃砖界面aa′和bb′，不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在如图13-1-11所示的位置上，而实验中其他操作均正确，测得的折射率将(　　)
A．偏大 B．偏小
C．不变 D．无法确定
【解析】　可作出经过玻璃砖的光路图，由几何知识可知，测出的折射角与正确值相同．
【答案】　C
7．(·江苏高考)一束光从空气射向折射率为的某种介质，若反射光线与折射光线垂直，则入射角为______．真空中的光速为c，则光在该介质中的传播速度为________．
【解析】　由题意知n＝＝，得i＝60°
v＝＝c.
【答案】　60°　c
8．(·长沙一中检测)如图13-1-12所示，一束激光从O点由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上表面的A点射出．已知入射角为i，A与O相距l，介质的折射率为n，试求介质的厚度d.
图13-1-12
【解析】　设折射角为r，折射定律＝n；几何关系l＝2dtan r解得d＝l.
【答案】　l

9．(·北京高考)以往，已知材料的折射率都为正值(n>0)．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(n＜0)，称为负折射率材料．位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r依然满足＝n，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，下表面射出．若该材料对此电磁波的折射率n＝－1，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
【解析】　根据题目所给负折射率的意义，两个角应该在法线的同一侧；折射率等于－1，说明折射角与入射角大小相等，B正确，A、C、D错误．
【答案】　B
10．如图13-1-13，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°.已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行．此玻璃的折射率为(　　)
图13-1-13
A.　　　B．1.5 C.　　　D．2
【解析】　如图为光线在玻璃球内的光路图．A、C为折射点，B为反射点，作OD平行于入射光线，故∠AOD＝∠COD＝60°，所以∠OAB＝30°，玻璃的折射率n＝＝.
【答案】　C
11.
图13-1-14
如图13-1-14，标有直角坐标系xOy的白纸放在水平桌面上，半圆形玻璃砖放在白纸上，圆心在坐标的原点，直径与x轴重合，OA是画在白纸上的直线，P1、P2是竖直插在直线OA上的两枚大头针，P3是竖直插在白纸上的第三枚大头针，α是直线OA与y轴正方向的夹角，β是直线OP3与y轴负方向的夹角，只要直线OA画得合适，且P3的位置取得正确，测得角α和β便可求得玻璃的折射率n.某同学用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的直线OA上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在y＜0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像．
(1)他应该采取的措施是________．
(2)若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像，确定P3位置的方法是__________．
(3)若他已正确地测得了α、β的值，则玻璃的折射率n＝________．
【解析】　在y＜0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，是因为发生了全反射现象，故要减小α.
(2)插针法就是要用P3挡住P1和P2的像．
(3)介质的折射率等于空气中折射角正弦与介质中入射角正弦之比．
【答案】　(1)减小α　(2)用P3挡住P1和P2的像
(3)
12．如图13-1-15所示，一束光线从空气射入某介质，入射光线与反射光线夹角为90°，折射光线与入射光线延长线间夹角θ为15°，求：
图13-1-15
(1)该介质的折射率．
(2)光在该介质中传播的速度．
【解析】　(1)入射光线与反射光线夹角为90°，故入射角α＝45°，折射光线与入射光线延长线间夹角θ为15°，故折射角γ＝30°，由折射率公式可得：
n＝＝＝.
(2)由光速与介质折射率的关系可得：
v＝＝ m/s＝2.12×108 m/s.
【答案】　(1)　(2)2.12×108 m/s