高中物理第4章光的波动性4_5光的折射学业分层测评沪科版选修3-4.pdf

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1、精品教案可编辑第 4 章 4.5 光的折射(建议用时：45 分钟)学业达标 1.关于光的折射现象，下列说法中正确的是()A.折射角一定小于入射角B.折射率跟折射角的正弦值无关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，光在其中的传播速度小E.入射角改变时，入射角的正弦与折射角的正弦的比值不变【解析】光从水进入空气时，折射角大于入射角，选项A 错误；折射率由介质材料决定，与折射角的大小无关，选项B 正确；折射率nsin isin r，折射角增大为原来的2 倍，入射角并不增大为原来的2 倍，选项 C 错误；折射率与光速的关系是ncv，则n大时v小，选项 D 正确；根

2、据sin isin rn，入射角改变时，入射角的正弦与折射角的正弦的比值不变，E正确.【答案】BDE2.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真空中传播速度c和光在介质中的传播速度v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，光在折射率较小的介质中传播速度大D.有些介质的折射率可能小于于1E.折射率是介质本身的性质，与折射角无关【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、C 正确.折射率与折射角和入射角的大小无关，B 不对.由于光在真空中的传播速度c大于任何其他介质中的传播速度v，所以任何介质的折射率都大于1

3、，D 错误.折射率是精品教案可编辑介质本身的性质，与折射角无关，E正确.【答案】ACE3.关于折射率，下列说法中正确的是()A.根据sin isin rn可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比B.根据sin isin rn可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比C.根据ncv可知，介质的折射率与介质中的光速成反比D.同一频率的光由第一种介质进入第二种介质时，折射率与波长成反比E.介质的折射率与入射角、折射角无关【解析】介质的折射率是一个表明介质的光学特性的物理量，由介质本身决定，与入射角、折射角无关.由于真空中光速是个定值，故n与v成反比，这也说明折射率与光在该介质中的光速是有联系的，由vf，当

4、f一定时，v正比于.n与v成反比，故折射率与波长也成反比.【答案】CDE4.如图 4-5-13所示，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色光束从空气射向柱体的O点(半圆的圆心)，产生反射光束1 和透射光束2，已知玻璃折射率为3，入射角为45 (相应的折射角为24 )，现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O点垂直于图面的轴线顺时针转过 15，如图中虚线所示，则()【导学号：38910055】图 4-5-13A.光束 1 转过 15 精品教案可编辑B.光束 1 转过 30 C.光束 2 转过的角度小于15 D.光束 2 转过的角度大于15 E.入射角增大15，折射率不变【解析】转动前，光束1(反射光)与

5、入射光线的夹角为A 45 2 90，光束2(折射光)与入射光线间的夹角B 45(180 24 )201 .转动后，反射光线与入射光线的夹角A60 2 120，据折射定律，sin 60sin r3，得r 30，则折射光线与入射光线间的夹角为B60(180 30 )210 .因为BBB 9，AAA 30，故 B、C项正确.转动后，入射角增大15，折射率与入射角无关，E正确.【答案】BCE5.测定玻璃的折射率时，为了减小实验误差，应注意的是()A.玻璃砖的厚度宜大些B.入射角应尽量小些C.大头针应垂直地插在纸面上D.大头针P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些E.测出的折射率随入射角的增大而增大

6、【解析】玻璃砖厚度大些，可减小测量误差；大头针垂直插在纸面上以及大头针P1与P2及P3与P4之间的距离适当大些，可减小确定光路方向时的误差.A、C、D 正确.入射角较小时，测量误差较大，B 错误.折射率与入射角无关，E错误.【答案】ACD6.某同学由于没有量角器，他在完成了光路图后，以O点为圆心，10 cm 为半径画圆，分别交线段OA于A点，交线段OO的延长线于C点，过A点作法线NN的垂线AB交NN于B点，过C点作法线NN的垂线CD交NN于D点，如图 4-5-14所示.用刻度尺量得OB 8 cm，CD4 cm，由此可得出玻璃的折射率n_.精品教案可编辑图 4-5-14【导学号：38910056

7、】【解析】由图可知sinAOBABOA，sinDOCCDOC，OAOCR，根据nsin 1sin 2知，nsinAOBsinDOCABCD1028241.5【答案】1.57.在直角三角形玻璃砖ABC中，A 30，平放于水平桌面上，如图 4-5-15为其俯视图.一束单色光以45 的入射角水平射入其AB面，在AB面折射后又在AC面处发生一次反射，最后垂直于BC面穿出玻璃砖.求这种玻璃对这束单色光的折射率.图 4-5-15【解析】由题意可知，光路图如图所示.由几何关系知，AB面处的折射角为30.所以，折射率nsin 45sin 302.【答案】28.如图 4-5-16所示，在坐标系的第一象限内有一横

8、截面为四分之一圆周的柱状玻璃体OPQ，OPOQR，一束单色光垂直OP面射入玻璃体，在OP面上的入射点为A，OA精品教案可编辑R2，此单色光通过玻璃体后沿BD方向射出，且与x轴交于D点，OD3R，求该玻璃体的折射率是多少.图 4-5-16【解析】在PQ面上的入射角满足sin 1OAOB12，1 30，由几何关系可得2 60，折射率nsin 2sin 13.【答案】3能力提升 9.如图 4-5-17所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率.在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，

9、连接OP3，图中MN为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点.图 4-5-17(1)设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量_，则玻璃砖的折射率可表示为_.精品教案可编辑(2)该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将_(选填“偏大”“偏小”或“不变”).【导学号：38910057】【解析】(1)sin il1BO，sin rl3CO，因此玻璃的折射率nsin isin rl1BOl3COl

10、1l3，因此只需测量l1和l3即可.(2)当玻璃砖顺时针转过一个小角度时，在处理数据时，认为l1是不变的，即入射角不变，而l3减小，所以测量值nl1l3将偏大.【答案】(1)l1和l3nl1l3(2)偏大10.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 60，折射角r 180 60 90 30，折射光路图如图所示.(2)nsin isin rsin 60si

11、n 30 3，根据ncv精品教案可编辑得vcn3.0 1083m/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11.(2016莱芜高二检测)如图 4-5-18所示，半圆玻璃砖的半径R10 cm，折射率n3，直径AB与屏幕MN垂直并接触于A点.激光束a以入射角i 60 射向玻璃砖圆心O，结果在屏幕MN上出现两个光斑.图 4-5-18(1)画出光路图.(2)求两光斑之间的距离L.【导学号：38910058】【解析】(1)由折射定律和反射定律，画出光路图如图所示：(2)设折射角为r，由nsin isin r解得r 30，反射角

12、 60 两光斑之间的距离LRtan 30Rtan 604033cm 23.1 cm【答案】(1)见解析(2)23.1 cm12.在一折射率为n，厚度为d的玻璃平板上方的空气中有一点光源S，从S发出的光线SA以入射角1入射到玻璃板上表面，经玻璃板后从下表面射出，如图 4-5-19所示，若沿此光线传播的光，从光源到玻璃板上表面传播时间与在玻璃板中的传播时间相等，点光源S到玻璃板上表面的垂直距离L应是多少？精品教案可编辑图 4-5-19【解析】从光源沿SA传播到玻璃板上表面的时间：t1Lcos 1c在玻璃板中的传播时间：t2dcos 2vt1根据折射定律：sin 1sin 2n又ncvcos 21sin22解得：Ln2cos 1n2sin21d.【答案】n2cos 1n2sin21d