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第1页共7页第十三章光1光的反射和折射(时间：60分钟)知识点基础中档稍难折射现象1、23折射率及折射定律4、56、7、8测量玻璃砖的折射率910综合提升11、12知识点一折射现象1．在水中的潜水员斜向上看岸边的物体时，看到的物体()．A．比物体所处的实际位置高B．比物体所处的实际位置低C．跟物体所处的实际位置一样高D．以上三种情况都有可能解析水中的潜水员看岸边上的物体时，感觉比物体所处的实际位置高，h′＝nH.答案A2．一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()．第2页共7页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＝sinθ1sinθ2得θ1＞θ2，故B错误；画光线时必须带箭头，D不是光路图，D错误．答案C3．假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比()．A．将提前B．将延后C．某些地区将提前，在另一些地区将延后D．不变解析假如地球周围没有大气层，太阳光将沿直线传播，如图所示，在地球上B点的人将在太阳到达A′点时看到日出；而地球表面有大气层时，由于离地球表面越近，大气层的密度越大，折射率越大，太阳光将沿如图示的AB曲线进入在B处人的眼中，使在B处的人看到了日出，但在B处的人认为光是沿直线传播的，则认为太阳应位于地平线上的A′点，其实此时太阳还在地平线以下，相当于日出时刻提前了．所以无大气层时，日出的时间将延后．答案B知识点二折射率及折射定律4.如图13－1－9所示，有一玻璃三棱镜ABC，顶角A为30°，一束光线垂直于AB射入棱镜，从AC射出进入空气，测得出射光线与AC夹角为30°，则棱镜的折射率为()．A.12B.22C.3D.33解析顶角A为30°，则光从AC面射出时，在玻璃中的入射角θ1＝30°.图13－1－9第3页共7页由于出射光线和AC的夹角为30°，所以折射角θ2＝60°.由光路可逆和折射率的定义可知n＝sinθ2sinθ1＝3，C项正确．答案C5.如图13－1－10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1.73C．光在介质中传播速度为1.73×108m/sD．反射光线与折射光线的夹角是90°答案BCD6．一条光线从空气射入折射率为2的介质中，入射角为45°，在界面上入射光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光线和折射光线的夹角是()．A．75°B．90°C．105°D．120°解析如右图所示，根据折射定律sinθ1sinθ2＝n，则sinθ2＝sinθ1n＝sin45°2＝12，θ2＝30°，反射光线与折射光线的夹角θ＝180°－45°－30°＝105°，C正确．答案C7.两束细平行光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13－1－11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dB．两束光仍平行，间距大于dC．两束光仍平行，间距小于d图13－1－10图13－1－11第4页共7页D．两束光不再相互平行解析作出两种光线在平行玻璃砖的光路图．根据na＝sinisinra，nb＝sinisinrb，由题意知nanb，ra＞rb，故d′d.光线经两侧面平行的玻璃砖后方向不变，折射光线平行．B对．答案B8.一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13－1－12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＞nbB．na＜nbC．va＞vbD．va＜vb解析由图知折射角θa＜θb，而n＝sinθ1sinθ2，所以na＞nb，A正确；由折射率n＝cv知va＜vb，故D正确．答案AD知识点三测量玻璃砖的折射率9.在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路图如图13－1－13所示，对实验中的一些具体问题，下列说法正确的是()．A．为了减少作图误差，P3和P4的距离应适当取大些B．为减少测量误差，P1、P2连线与玻璃砖界面的夹角应适当取大一些C．若P1、P2的距离较大时，通过玻璃砖会看不到P1、P2的像D．若P1、P2连线与法线NN′间夹角较大时，有可能在bb′一侧就看不到P1、图13－1－13图13－1－12第5页共7页P2的像解析实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，且P1和P2之间，P2与O点之间，P3与P4之间，P3与O′之间距离要稍大一些．入射角θ1应适当大一些，以减小测量角度的误差，但入射角不宜太大，也不宜太小．在操作时，手不能触摸玻璃砖的光洁光学面，更不能把玻璃砖界面当尺子画界线．答案AB10．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图13－1－14①、②和③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖．他们的其他操作均正确，且均以aa′，bb′为界面画光路图，则图13－1－14甲同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．乙同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．丙同学测得的折射率与真实值相比_________________________________．解析用图①测定折射率时，玻璃中折射光线偏折大了，所以折射角增大，折射率减小；用图②测定折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关；用图③测定折射率时，无法确定折射光线偏折的大小，所以测得的折射率可大、可小、可不变．答案偏小不变可能偏大、也可能偏小、还可能不变11.如图13－1－15所示，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)，产生反图13－1－15第6页共7页射光束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点垂直于纸面的轴线顺时针转过15°，如图中虚线所示，则()．A．光束1转过15°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°解析根据平面镜反射规律，入射光线固定，平面镜转过的角度为反射光线转过角度的一半．所以B正确．如图所示，ON为开始时的法线，ON′为转动后的法线，两者夹角为15°.光线3为转动后的折射光线，根据折射定律求得折射角为30°，2为开始时的折射光线，光线2、3之间的夹角为Δi＝24°＋15°－30°＝9°，所以C正确．答案BC12.现代高速公路上的标志牌都使用“回归反光膜”制成，夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向反射，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，如图13－1－16所示，反光膜内均匀分布着直径为10μm的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为3，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射→反射→再折射后恰好和入射光线平行，那么第一次入射的入射角应是()．A．15°B．30°C．45°D．60°解析已知入射光线和出射光线平行，所以光在三个界面上改变了传播方向，光线在玻璃珠的内表面反射时具有对称性，由此可作出光路图如右图所示．图13－1－16第7页共7页由几何关系可知i＝2r①根据折射定律有n＝sinisinr②由①②可得i＝60°.答案D13.一半径为R的14球体放置在水平桌面上，球体由折射率为3的透明材料制成．现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，如图13－1－17所示．已知入射光线与桌面的距离为3R2.求出射角θ.解析设入射光线与14球体的交点为C，连接OC，OC即为入射点的法线．因此，图中的角α为入射角．过C点作球体水平表面的垂线，垂足为B.依题意，∠COB＝α.又由△OBC知sinα＝32，α＝60°.设光线在C点的折射角为β，由折射定律得sinαsinβ＝3，由以上两式得β＝30°.由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角γ(如图)为α＝β＋γ，故γ＝30°，由折射定律得sinγsinθ＝13，因此sinθ＝32，θ＝60°.答案60°图13－1－17