课时分层作业11 光的反射和折射

课时分层作业(十一)

(限时40分钟)

[基础达标练]

1．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介质中传播速度v和光在真空中的传播速度c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，折射率小的介质折光性较差

D．任何介质的折射率都大于1

E．折射率的大小由介质本身决定

CDE[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不对；折射率与折射角和入射角的大小无关，B不对．]

2.如图所示，光在真空和某介质的界面MN上发生折射，由图可知()

A．光是从真空射入介质的

B．光是由介质射入真空的

C．介质的折射率为

3 2

D．介质的折射率为 3

E．反射光线与折射光线的夹角为90°

BDE[根据题图可知，入射角为30°，折射角为60°，反射光线与折射光线

垂直，光是从介质射入真空的，折射率n＝sin i

sin r＝

sin 60°

sin 30°＝3，只有B、D、E

正确．]

3．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将________(填“提前”或“延后”)．

[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 点的人们将在太阳到达A ′点时看到日

出；而地球表面有大气层，由于空气的折射率大于1，并且离

地球表面越近，大气层越密，折射率越大，太阳光将沿如图所示AB 曲线射入在B 处的人眼中，使在B 处的人看到了日出．但B 处的人认为光是沿直线传播，则认为太阳位于地平线上的A ′点，而此时太阳还在地平线下，日出的时间提前了，所以无大气层时日出的时间将延后．

[答案] 延后

4．如果光线以大小相等的入射角，从真空射入不同介质，若介质的折射率越大，则折射角越________，说明折射光线偏离原来方向的程度越________．

[解析] 根据折射定律，sin θ1sin θ2

＝n 12，当光以相等的入射角从真空向介质入射时，sin θ1一定，n 12越大，sin θ2就越小，θ2越小，说明光偏离原来的传播方向的角度就越大．

[答案] 小 大

5．插入水中的筷子，水里部分从水面斜着看起来是向________曲折．

[解析] 由光的折射定律知，水中的筷子所成的像比实际位置浅，则应向上曲折．

[答案] 上

6．一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

夹角是多大？

[解析] 如图所示，根据折射定律sin θ1sin θ2

＝n ，则sin θ2＝sin θ1n ＝sin 45°2

＝12，θ2＝30°，反射光线与折射光线的夹角是105°. [答案] 105°

7．一条光线以40°的入射角从真空射到平板透明材料上，光的一部分被反射，一部分被折射，求折射光线与反射光线的夹角φ.

[解析] 由sin θ1sin θ2

＝n ＞1，得折射角θ2＜θ1＝40°，由反射定律得θ3＝θ1＝40°，如图所示，故折射光线与反射光线的夹角φ＝180°

－θ3－θ2＝140°－θ2，所以100°＜φ＜140°.

[答案] 100°＜φ＜140°

8.由某种透明物质制成的等腰直角棱镜AOB ，两腰都为16

cm ，且两腰与Ox 与Oy 轴都重合，如图所示，从BO 边的C

点注视A 点，发现A 点的位置在D 点，在C 、D 两点插上大头

针，测出C 点的坐标为(0,12)，D 点的坐标为(9,0)，由此可以算

出该透明物质的折射率为多大？

[解析] 假设从A 点发出一条光线射在C 点，经折射后，射入眼睛．当逆着折射光线看去，好似光线是从D 点射出．

sin θ1＝cos ∠ACO ＝12122＋162

＝1220 sin θ2＝cos ∠DCO ＝12122＋92＝1215

所以，该透明物质的折射率

n ＝sin θ2sin θ1＝2015＝43

. [答案] 43

[能力提升练]

9.两束细平行光a 和b 相距d ，从空气中相互平行地斜射到

长方体玻璃砖的上表面，如图所示，若玻璃对a 的折射率大于对

b 的折射率，当它们从玻璃砖的下表面射出后，两束光

________(填“仍平行”或“不平行”)，间距________d(填“＝”“＜”或“＞”)．

[解析] 如图所示，光线经两表面平行的玻璃砖后方向

不变，出射光线是平行的，根据折射定律得n a ＝sin i sin r a

，n b ＝sin i sin r b

，由题意知，n a ＞n b ，则r a ＜r b ，故d ′＜d . [答案] 仍平行 ＜

10．如图所示，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P 1、P 2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P 3，使P 3挡住P 1、P 2的像，连接OP 3，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．

(1)设AB 的长度为l 1，AO 的长度为l 2，CD 的长度为l 3，DO 的长度为l 4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量的有________，则玻璃砖的折射率可表示为________．

(2)该同学在插大头针P 3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”)．

[解析] (1)n ＝sin ∠AOB sin ∠DOC ＝AB CD ＝l 1l 3

，即需用刻度尺测量的有l 1和l 3.n ＝l 1l 3. (2)玻璃砖以O 为圆心顺时针转，则其法线也顺时针转，但作图时分界面和法线不变故入射角不变，而折射角则比真实情况小，则折射率的测量值大于真实值．

[答案] (1)l 1、l 3 l 1l 3

(2)偏大 11．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 ＝ 2.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)．