高中物理鲁科版选修3-4 训练题光的反射和折射Word版含解析

光的反射和折射
1．一束由红光和紫光组成的复色光从空气射向空气与水的交界面MN，在界面上产生反射和折射，下面各图中正确反映了这次反射和折射的是(　　)
解析：选A.根据反射定律，反射角等于入射角，B、C错误；对于水，紫光的折射率大于红光的折射率，根据n＝，入射角相同时，紫光的折射角小于红光的折射角，A正确，D错误．
2.如图所示，一细束红蓝复色光垂直于AB边射入直角三棱镜，在AC面上反射和折射分成两束细光束，其中一束细光束为单色光束．若用v1和v2分别表示红、蓝光在三棱镜内的速度，下列判断正确的是(　　)
A．v1B．v1C．v1>v2　单色光束为红色
D．v1>v2　单色光束为蓝色
解析：选C.红光折射率小于蓝光折射率，由折射率公式n＝知红光在同种介质中的速度较大，即v1>v2；由全反射公式sin C＝知红光折射率小临界角大；所以蓝光发生全反射时红光依然有折射现象，故C正确．
3．一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(　　)
A.　　　　　　　 B．
C. D．
解析：选D.当入射光线与界面间的夹角为30°时，入射角i＝60°，折射光线与反射光线恰好垂直，则折射角r＝90°－60°＝30°，故折射率为n＝＝＝，这束光在此介质中传播的速度为v＝＝，D正确．
4．(2018·高考全国卷Ⅰ)如图，△ABC为一玻璃三棱镜的横截面，∠A＝30°.一束红光垂直AB边射入，从AC边上的D点射出，其折射角为60°，则玻璃对红光的折射率为________．若改用蓝光沿同一路径入射，则光线在D点射出时的折射角________(填“小于”“等于”或“大于”)60°.
解析：根据题述和题图可知，折射角i＝60°，入射角r＝30°，由折射定律可得，玻璃对红光的折射率n＝＝.若改用蓝光沿同一路径入射，由于玻璃对蓝光的折射率大于玻璃对红光的折射率，则光线在D点射出时的折射角大于60°.
答案：　大于
5．如图所示，一块两对面平行的玻璃砖的厚度L＝30 cm，现测得该玻璃砖的折射率为n＝，若光线从上表面射入的入射角θ＝60°，已知光在空气中的传播速度c＝3×108 m/s.求：
(1)从下表面射出玻璃砖的光线相对于入射光线的侧移量d.
(2)光在玻璃砖中传播的时间t.
解析：(1)如图：折射率n＝＝
得α＝30°
根据几何关系d＝sin(θ－α)
解得d＝10 cm.
(2)光在玻璃中传播的路径：s＝
光在玻璃中传播的速度：v＝
可求光在玻璃中传播的时间：t＝＝＝2×10－9 s.
答案：(1)10 cm　(2)2×10－9 s
[课时作业] [学生用书P109(单独成册)]
一、单项选择题
一、单项选择题
1．如图所示，国家游泳中心“水立方”的透明薄膜“外衣”上点缀了无数白色亮点，他们被称为镀点，北京奥运会举行时正值盛夏，镀点能改变光线方向，将光线挡在场馆外，镀点对外界阳光的主要作用是(　　)
A．反射太阳光线，遵循光的反射定律
B．反射太阳光线，不遵循光的反射定律
C．折射太阳光线，遵循光的折射定律
D．折射太阳光线，不遵循光的折射定律
解析：选A.“挡在场馆外”一定是反射，只要是反射就一定遵循光的反射定律．
2．实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随着波长λ的变化符合科西经验公式：n＝A＋＋，其中A、B、C是正的常量．太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图所示．则(　　)
A．屏上c处是紫光 B．屏上d处是红光
C．屏上b处是紫光 D．屏上a处是红光
解析：选D.白色光经过三棱镜后产生色散现象，在光屏由上至下依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫．屏上a处为红光，屏上b、c处不是紫光，D正确．
3．一束光线从空气射向玻璃，入射角为α(发生折射)．下列四幅光路图中正确的是(　　)
解析：选A.一束光线从空气射向玻璃，入射角为α，由题意可知光线一定会发生折射，根据n＝知，折射角小于入射角，同时光线在分界面上还会发生反射．
4.如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方．一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带．若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失．在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是(　　)
A．减弱，紫光
B．减弱，红光
C．增强，紫光
D．增强，红光
解析：选C.光在传播时随入射角增大，反射光能量增强，折射光能量减少．根据能量守恒定律可知，当折射光线变弱或消失时反射光线的强度将增强，故A、B两项均错误；在七色光中紫光频率最大且最易发生全反射，故光屏上最先消失的光是紫光，故C项正确，D项错误．
5．如图所示，半径为R的玻璃半圆柱体，圆心为O.两条平行单色光射向圆柱面，方向与底面垂直，光线1的入射点A为圆柱面的顶点，光线2的入射点为B，∠AOB＝60°.已知该玻璃对红光的折射率n＝，两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d(　　)
A.R B．R
C.R D．R
解析：选C.如图所示，光线1通过玻璃砖后不偏折．光线2入射角i＝60°.由n＝得：sin r＝＝，r＝30°
由几何知识得：i′＝60°－r＝30°.由n＝得：sin r′＝nsin i′＝，r′＝60°，
由几何关系，得：OC＝R，则d＝OC·tan 30°＝R.故选C.
二、多项选择题
6.如图所示，有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种介质，光线的传播方向以及光线与介质分界面的夹角已在图中标出，由此可以判断(　　)
A．光在介质Ⅱ中传播的速度最小
B．介质Ⅲ的折射率最小
C．光在介质Ⅰ中的传播速度最大
D．介质Ⅲ的折射率最大
解析：选AB.由相对折射率和绝对折射率的关系可知：
n1sin 45°＝n2sin 40°，
n2sin 26°＝n3sin 40°，
得n2>n1>n3，B项对，D项错；
由n＝可知v27.如图所示，光在真空和某介质的界面MN上发生偏折，那么(　　)
A．光是从真空射入介质
B．介质的折射率是
C．光在介质中传播速度为×108 m/s
D．反射光线与折射光线的夹角是90°
解析：选BCD.由入射角小于折射角(r＝90°－30°＝60°)，可知光是由介质射入真空的，A错误；由光路的可逆性和折射率的定义得，n＝＝，再由n＝得v＝＝m/s＝×108 m/s；根据光的反射定律可知，反射光线与折射光线的夹角为90°，B、C、D正确．
8．如图所示，一束复色光从空气中沿半圆形玻璃砖半径方向射入，从玻璃砖射出后分成a、b两束单色光．则(　　)
A．玻璃砖对a光的折射率为
B．玻璃砖对a光的折射率为1.5
C．b光在玻璃中的传播速度比a光的小
D．b光在玻璃中的传播速度比a光的大
解析：选AC.由a光的偏折程度比b光的小，可知a光在玻璃中的折射率较小，则a光在玻璃中的传播速度较大，故C正确，D错误；根据折射定律a光在玻璃中的折射率n＝＝，故A正确，B错误．
三、非选择题
9．如图所示，一棱镜的横截面为直角三角形△ABC，∠A＝30°，斜边AB＝a.棱镜材料的折射率为n＝.在此横截面所在的平面内，一条光线以45°的入射角从AC边的中点M射入棱镜．画出光路图，并求光线从棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原路返回的情况)．
解析：设入射角为i，折射角为r，由折射定律得：
＝n①
由已知条件及①式得r＝30°②
光路图如图所示．设出射点为F，由几何关系可得
AF＝a③
即出射点在AB边上离A点a的位置．
答案：见解析
10．如图所示，ABC是一个透明的薄壁容器，内装液体，当光垂直射向AC面时，光在AB面恰好发生全反射，已知光在真空中的传播速度为c，求液体的折射率及光在该液体中的传播速度为多大．
解析：设液体的折射率为n，光在里面传播的速度为v，发生全反射的临界角为C，则由题意知：C＝60°，所以n＝＝＝，又因为n＝，所以v＝＝c.
答案：　c
11．如图所示，一个小孩站在宽为6 m的河岸边，他的正对岸边有一树，树顶高出河面3 m，树的正下方河底有一石块．小孩向河面看去，同时看到树顶和石块的像，而且石块的像和树顶的像重合，若小孩眼睛离河面高为1.5 m，河水的折射率为，求河水约有多深？
解析：光路简图如图，由图得，n＝
由几何关系得1.5tan i＋3tan i＝6
解得tan i＝，sin i＝
P点至小孩对岸的距离为：3tan i＝4 m，sin r＝
联立解得：h≈5.3 m.
答案：5.3 m