人教版高中物理选修3-4高二每课一练13.1光的反射和折射2.docx

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13.1 光的反射和折射 优化训练（人教版选修3-4）
1．如图13－1－8所示的各光路图中，正确反映光在玻璃和空气中传播的是( )
图13－1－8
答案：AD
2．光从某种玻璃中射向空气，入射角θ1从零开始增大到某一值的过程中，折射角θ2也随之增大，则下列说法正确的是( ) A ．比值θ1/θ2不变
B ．比值sin θ1/sin θ2是一个大于1的常数
C ．比值sin θ1/sin θ2不变
D ．比值sin θ1/sin θ2是一个小于1的常数
解析：选CD.光从玻璃射向空气时，玻璃的折射率n ＝sin θ2
sin θ1
＞1，且不变，因此C 、D 正确．
3．一个人站在水面平静的湖边，观察离岸一段距离的水下的一条鱼，这个人看到的鱼的位置和鱼在水下真实位置相比较，下述说法中正确的是( ) A ．在鱼真实位置的正上方某处
B ．在鱼真实位置上方偏向观察者的某处
C ．在鱼真实位置下方偏向观察者的某处
D ．所给条件不足，无法确定观察到的鱼的位置
解析：选B.如图，鱼在A 处，岸边的观察者看到的鱼在A ′处，即在鱼的实际位置上边靠近观察者的某处．即答案为B.
4.一束光从某种介质射入空气中时，入射角θ1＝30°，折射角θ2＝60°，折射光路如图13－1－9所示，则下列说法正确的是( )
图13－1－9
A ．此介质折射率为
33
B ．此介质折射率为 3
C ．光在介质中速度比在空气中小
D ．光在介质中速度比在空气中大
解析：选BC.由折射定律及入射角、折射角的含义知n ＝sin θ2
sin θ1＝3，则此介质比空气折射
率大，又由n ＝c v
知，C 正确，D 错误．
5.如图13－1－10所示，一根竖直插入水中的杆AB ，在水中部分长1.0 m ，露出水面部分长
0.3 m ，已知水的折射率为4
3
，则当阳光与水平面成37°角时，杆AB 在水下的影长为多少？
图13－1－10
解析：光路图如图所示， sin θ2＝sin53°/n ＝0.6， 则θ2＝37°，
影长l ＝AC tan53°＋BC tan37° ＝1.15 m. 答案：1.15 m
一、选择题
1．关于光的折射现象，正确的说法是( ) A ．光的传播方向发生改变的现象叫光的折射 B ．折射定律是托勒密发现的
C ．人观察盛水容器的底部，发现水变浅了
D ．若光从空气射入液体中，它的传播速度一定增大 答案：C
2.如图13－1－11所示，光在真空和某介质的界面MN 上发生偏折，那么( )
图13－1－11
A ．光是从真空射入介质
B ．介质的折射率是1.73
C ．光在介质中传播速度为1.73×108
m/s D ．反射光线与折射光线的夹角是90° 答案：BCD
3.如图13－1－12所示为一束光线穿过介质Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时的光路，则( )
图13－1－12
A ．介质Ⅰ的折射率最大
B ．介质Ⅱ的折射率最大
C ．介质Ⅲ的折射率最大
D ．光在介质Ⅱ中传播速度最大
解析：选CD.根据折射情况，Ⅰ与Ⅱ相比，Ⅰ是光密介质；Ⅱ与Ⅲ相比，Ⅲ是光密介质，所以Ⅱ是最疏的，光的传播速度最大；Ⅰ与Ⅲ相比Ⅲ中的折射角小，介质Ⅲ的折射率最大． 4．单色光在真空中的传播速度为c ，波长为λ0，在水中的传播速度是v ，波长为λ，水对这种单色光的折射率为n .当这束单色光从空气斜射入水中时，入射角为θ1，折射角为θ2，下列说法中正确的是( )
A ．v ＝c n ，λ＝λ0c v
B ．λ0＝λn ，v ＝c sin θ2
sin θ1
C ．v ＝cn ，λ＝λ0c v
D ．λ0＝λn ，v ＝c sin θ1
sin θ2
解析：选B.由题意可知，n ＝sin θ1sin θ2，又n ＝c
v
，
所以v ＝c n ＝c sin θ2
sin θ1
，
又λ0＝c f
，而λ＝v f
，
所以λ＝v c λ0＝λ0n ，λ0＝n λ＝c
v
λ.
综上所述，只有B 项正确．
5．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：选A.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 . 6．(2011年连云港高二检测)把用相同玻璃制成的厚度为d 的正方体a 和半径亦为d 的半球体b ，分别放在报纸上，且让半球的凸面向上．从正上方分别观察a 、b 中心处报纸上的字，下面的观察记录中正确的是( ) A ．a 中的字比b 中的高 B ．b 中的字比a 中的高 C ．一样高
D ．a 中的字较没有玻璃时高，b 中的字和没有玻璃时一样
解析：选AD.如下图所示放在半球体b 球心下的字反射的光线经半球体向外传播时，传播方向不变，故人看到字的位置是字的真实位置；而处在正方体a 中心下的字，反射的光线在正方体的上表面处发生折射，折射光线远离法线，当人逆着折射光线看去时，看到的是真实字的虚像，其位置比真实字的位置高，故选A 、D.
7. (2011年北京东城区联考)如图13－1－13所示，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. 2
B ．1.5
C. 3 D ．2
解析：选C.由题意，画出光路图，如图所示．根据对称可以确定玻璃内的折射光
线的折射角为30°，再由折射率公式求出折射率：n ＝sin60°
sin30°
＝3，选C.
8．(2011年浙江高二检测)DVD 光盘由塑料保护层和信息记录层组成．如图13－1
－14所示，激光束以入射角θ从空气入射到厚度为d 、折射率为n 的塑料保护层后，聚焦到信息记录层的光斑宽度为a ，才能有效获取信息．在保证a 不变的前提下，减小激光束照到塑料保护层的宽度l (l ＝a ＋2b )，则( )
图13－1－14
A ．须满足sin θ＝
nb
b 2＋d 2
B ．须满足sin θ＝b
n b 2＋d 2
C ．在θ和n 不变时，须减小d
D ．在θ和d 不变时，须减小n
解析：选AC.设折射角为α，则n ＝sin θsin α＝sin θb b 2＋d 2
，则sin θ＝nb
b 2＋d 2
，A 正确，B 错误；
在θ和n 不变时，减小d ，则b 会相应减小，l 会减小，C 正确；θ和d 不变时，减小n ，则折射角又会增大，l 会增大，D 错误． 二、非选择题
9.(2011年东莞高二检测)如图13－1－15所示，人站在距槽边D 为l ＝1.2 m 处，刚好能看到槽底的B 位置，人眼距地面的高度H ＝1.6 m ，槽中注满某种透明液体时，人刚好能看到槽底中央O 点处．求：
图13－1－15
(1)液体的折射率；
(2)光在该液体中的传播速度． 解析：(1)光路如图所示．
sin θ1
＝l l 2＋H 2＝ 1.2
1.22＋ 1.6
2
＝0.6 设槽深为h ，宽为d ，则由图可知 H l ＝h d ＝43
所以sin θ2＝12
d h 2＋
d 2
2
，
解得sin θ2＝0.35 所以液体的折射率为 n ＝sin θ1sin θ2＝0.60.35
＝1.71. (2)光在液体中的速度
v ＝c
n
＝1.75×108 m/s. 答案：(1)1.71 (2)1.75×108
m/s
10.(2011年江苏徐州高二期中)一半径为R 的1/4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13－1－16所示．已知入射光线与桌面的距离为3R /2，求：
图13－1－16
(1)光线射入球体表面的折射角；
(2)光线从球体竖直表面射出时的出射角θ.
解析：(1)设入射光线与1/4球体的交点为C ，连结OC ，OC 即为入射点的法线，如图所示．因此，图中的角θ1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 ＝θ1.
又由△OBC 知sin θ1＝3
2
①
设光线在C 点的折射角为θ2，
由折射定律得sin θ1
sin θ2
＝3②
由①②两式得θ2＝30°.
(2)由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角θ3(见图)为30°.
由折射定律得sin θ3sin θ＝13，所以sin θ＝3
2，解得θ＝60°.
答案：(1)30° (2)60°。