教科版高中物理选修3-4《光的折射》同步练习1

第4章《光的折射》同步练习
一、选择题：
1.夏日的白天,在大树下乘凉时,经常发现在树阴中间有许多圆形亮斑.关于其原因下列说法正确的是（）
A.大树的缝隙是圆的,所以地面上有许多圆斑
B.是很多树叶将太阳光反射到地面形成的圆斑
C.这是经很多不规则的树叶缝隙所形成的太阳的像
D.这是太阳光经树叶缝隙衍射形成的
2.对于某单色光,玻璃的折射率比水大,则此单色光在玻璃中传播时（）
A.其速度比在水中大,其波长比在水中长
B.其速度比在水中大,其波长比在水中短
C.其速度比在水中小,其波长比在水中短
D.其速度比在水中小,其波长比在水中长
3.一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气,在界面上的入射角为45°.下面四个光路图中正确的是（）
A
4.细红光束和细蓝光束垂直于AB面进入楔形棱镜,并能从AC面射出,如图所示.这两束光从棱镜的AC面射出后的情况是（）
C
A.两束光一定相交
B.两束光仍然平行
C.两束光的反向延长线相交
D.条件不足,无法确定
5.红、黄、绿三种单色光以相同的入射角到达某介质和空气的界面时,若黄光恰好发生全反射,则（）
A.绿光一定能发生全反射
B.红光一定能发生全反射
C.三种单色光相比,红光在介质中的传播速率最小
D.红光在介质中的波长比它在空气中的波长长
6.如图所示,将半圆形玻璃砖放在竖直面内,它左方有较大的光屏P,线光源S可沿玻璃砖圆弧移动,它发出的光束总是射向圆心O.若S从图中A向B处移动,在P 上先看到七色光带,以后各色光陆续消失.则此七色光带从下到上的排列顺序以及最早消失的光是（）
P
O A
A.红光→紫光,红光
B.紫光→红光,红光
C.红光→紫光,紫光
D.紫光→红光,紫光
7.在用插针法测定玻璃折射率的实验中,学生的实验方法和步骤完全正确,但测后发现玻璃砖的两个光学面不平行,则（）
A.入射光线与出射光线一定不平行,测量值偏大
B.入射光线与出射光线一定不平行,测量值偏小
C.入射光线与出射光线一定不平行,测量值仍然正确
D.入射光线与出射光线可能平行,测量值仍然正确
二、计算题：
8.两束平行的细激光束,垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上,如图所示.已知其中一条光线沿直线穿过玻璃,它的入射点是O ;另一条光线的入射点为A ,穿过玻璃后两条光线交于P 点.已知玻璃截面的圆半径为R ,OA =2R ,
OP =3R .求玻璃材料的折射率. O A
P
9．如图所示，AOB 是由某种透明物质制成的4
1圆柱体横截 面（O 为圆心）折射率为2。

今有一束平行光以45°的入射角射向柱体的OA 平面，这些光线中有一部分不能从柱体的AB 面上射出，设凡射到OB 面的光线全部被吸收，也不考虑OA 面的反射，求圆柱AB 面上能射出光线的部分占AB 表面的几分之几？
1、答案:C
解析:本题考查光的直线传播的应用,地面上的圆斑,是太阳经树叶缝隙形成的像,即小孔成像.C 正确.
2、答案:C
解析:本题考查光在介质中传播时,速度、波长如何变化.据v =n
c 知,单色光在玻璃中的折射率比在水中大,因而速度比在水中小;由v =λν知,光的频率不变,速度v 变小,波长变短.C 正确.
3、答案:A
解析:本题考查全反射.设临界角为C ,则
sin C =n
1=0.67 sin45°=22=0.707 入射角45°大于临界角C ,发生全反射. 故正确选项为A.
4、解析:本题考查光的折射.由于光的折射,红蓝两束光从AC 面射出时均向BC 面偏折,但由于蓝光频率高于红光频率,其折射率大于红光的折射率,所以蓝光的偏转角大于红光的偏转角,所以从AC 面射出的两束光一定相交.故正确选项为A. 答案:A
5、解析:同一介质对红光折射率小,对绿光折射率大,所以发生全反射时,红光的临界角最大,绿光的临界角最小.若黄光发生全反射,则绿光一定发生全反射.由v =c /n 得,红光速率大,红光在空气中的波长比在介质中要长.故正确选项为A.
答案:A
6、解析:本题考查光的折射与色散.从红光到紫光频率逐渐增大,在玻璃中的折射率也逐渐增大,从玻璃中出射偏离原来的方向便逐渐增大,因此从下到上的排列顺序为紫光→红光.因为紫光的临界角最小,所以最早消失的是紫光.故正确选项为
D.
答案:D
7、解析:本题考查测玻璃折射率的实验.由折射定律及光路可逆知,出射光线与入射光线一定不平行,但所测折射率n =2
1sin sin θθ仍然正确.故正确选项为C.
8、解析:本题考查光的折射.光路如图所示: 12θ
θO A P
B
其中一条光线沿直线穿过玻璃,可知O 点为圆心;另一条光线沿直线进入玻璃,在半圆面上的入射点为B,入射角设为θ1,折射角设为θ2,则
sin θ1=2
1=OB OA θ1=30°
因OP =3R,由几何关系知BP =R ,则折射角
θ2=60°
由折射定律得玻璃的折射率为
n =330sin 60sin sin sin 12=︒
︒=θθ=1.73. 答案:1.73
9．从O 点射入的光线，折射角为r ，根据折射定律有：
r
n sin 45sin
= ① 解得r =30° ②
从某位置P 点入射的光线，折射到AB 弧面上Q 点时，
入射角恰等于临界角C ，有：
n
C 1sin = ③ 代入数据得：C =45° ④
△PQO 中∠α=180°－90°－r =15°
所以能射出的光线区域对应的圆心角 4590=--=r αβ ⑥
能射出光线的部分占AB 面的比例为: 2190
45= ⑦。