高中物理131光的反射和折射每课一练新人教版选修34高中物理练习试题

-1-13.1光的反射和折射每课一练（人教版选修3-4）1．如图5图5所示为地球及其大气层，高空有侦察卫星A接收到地球表面P处发出的光信号，则A感知到的发光物应在()A．图中P点B．图中P点靠M的一侧C．图中P点靠N的一侧D．以上位置都有可能2．如图6所示，图6一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.已知玻璃柱的折射率为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°3．一条光线以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，折射光线与反射光线的夹角可能是()A．小于40°B．在50°～100°之间C．在100°～140°之间D．大于140°图74．有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种介质，光线的传播方向以及光线与介质分界面的夹角如图7所示，由此可以判断()A．光在介质Ⅱ中传播的速度最小B．介质Ⅲ的折射率最小C．光在介质Ⅰ中的传播速度最大D．介质Ⅲ的折射率最大-2-图85．如图8所示，有玻璃三棱镜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，测得出射光线与入射光线夹角为30°，则棱镜的折射率为()A.12B.22C.3D.336．如图9所示，图9两块相同的玻璃直角三棱镜ABC，两者的AC面是平行放置的，在它们之间是均匀的未知透明介质．一单色细光束O垂直于AB面入射，在图示的出射光线中()A．1、2、3(彼此平行)中的任一条都有可能B．4、5、6(彼此平行)中的任一条都有可能C．7、8、9(彼此平行)中的任一条都有可能D．1、2、3、4、5、6、7、8、9中的任一条都有可能图107．如图10所示，把由同种材料(玻璃)制成的厚度为d的立方体A和半径为d的半球体B分别放在报纸上，从正上方(对B来说是最高点)竖直向下分别观察A、B中心处报纸上的字，下面的说法正确的是()A．看到A中的字比B中的字高B．看到B中的字比A中的字高C．看到A、B中的字一样高D．A中的字比没有玻璃时的高，B中的字和没有玻璃时的一样图118．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，10cm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11所示．用刻度尺量得OB＝8cm，CD＝4cm，由此可得出玻璃的折射率n＝________.9．在折射率为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θ1入射到玻璃板上表面，经过玻璃板后从下表面射出，如图12所示．若沿此光线传播的光从光源S到玻璃板上表面的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？-3-图1210.图13如图13所示，半圆玻璃砖的半径R＝10cm，折射率为n＝3，直径AB与屏幕MN垂直并接触于A点．激光a以入射角θ1＝30°射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在水平屏幕MN上出现两个光斑．求两个光斑之间的距离L.11．一光线以很小的入射角i射入一厚度为d、折射率为n的平板玻璃，求出射光线与入射光线之间的距离(θ很小时，sinθ≈θ，cosθ≈1)．-4-参考答案1．B[由于大气层的存在，侦察卫星在A处接收到的P处发出的光信号的光路大致如图中实线所示，由图可知选项B正确，A、C、D错误．]2．BC[转动前，光束1(反射光线)与入射光线间的夹角为A＝45°×2＝90°，光束2(折射光线)与入射光线间的夹角为B＝45°＋(180°－24°)＝201°.转动后，反射光线与入射光线的夹角A′＝60°×2＝120°，根据折射定律，sin60°sinθ＝3，得θ＝30°，则折射光线与入射光线间的夹角为B′＝60°＋(180°－30°)＝210°，因此ΔA＝A′－A＝30°，ΔB＝B′－B＝9°，故B、C项正确．]3．C[由sinθ1sinθ2＝n1，得折射角θ2θ1＝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°φ140°.]4．AB[由相对折射率和绝对折射率的关系可知：n1sin45°＝n2sin40°n1n2n2sin26°＝n3sin40°n2n3而n1sin45°sin26°＝n3sin240°，所以n1n3即n2n1n3，B项对，D项错．由n1v1＝n2v2＝n3v3＝c，可知v2v1v3，A项对，C项错．]5．C[顶角A为30°，则光从AC面射出时，在玻璃中的入射角θ1＝30°.由于出射光线和入射光线的夹角为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．]6．B[光束射到AC面进入未知的透明介质将发生折射，如何折射需要比较未知介质与玻璃的折射率，若未知介质折射率大于玻璃，则折射光偏离水平线向上；若未知介质折射率小于玻璃，则折射光偏离水平线向下；还有可能是未知介质与玻璃的折射率相同，不发生折射的特殊情形．但无论是哪一种可能情形，折射光射到倒立玻璃三棱镜再次折射后一定沿原来的方向射出．故4、5、6中的任一条都有可能，B项对．]7．AD[如图所示，放在B中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．而放在A中的字经折射，人看到的位置比真实位置要高．]8．1.5解析由图可知sin∠AOB＝ABOA，sin∠DOC＝CDOC，OA＝OC＝R，根据n＝sinθ1sinθ2知，n＝sin∠AOBsin∠DOC＝ABCD＝102－824＝1.5.9.dn2cosθ1n2－sin2θ1解析设光线SA在玻璃中的折射角为θ2，传播速度为v，则由n＝cv有，光在玻璃板中传播的速度v＝cn；由几何关系有，光线在玻璃板上表面传播的距离为s1＝lcosθ1，由s＝vt，-5-有t1＝s1c＝lc·cosθ1，其中c是真空中的光速，光在玻璃板中传播的距离s2＝dcosθ2，光在玻璃板中的传播时间t2＝dv·cosθ2＝ndc·cosθ2由折射定律有：n＝sinθ1sinθ2①由题意有：lc·cosθ1＝ndc·cosθ2②由三角函数关系有：cosθ2＝1－sin2θ2③联立①②③得：l＝dn2cosθ1n2－sin2θ110．23.1cm解析画出如图所示的光路图，设折射角为θ2，根据折射定律n＝sinθ2sinθ1解得θ2＝60°由几何知识得，△OPQ为直角三角形，所以两个光斑P、Q之间的距离L＝PA＋AQ＝Rtan30°＋Rtan60°解得L＝4033cm≈23.1cm11.－ni解析如图，设光线以很小的入射角i入射到平板玻璃表面上的A点，折射角为r，从平板玻璃另一表面上的B点射出，设AC为入射光线的延长线，由折射定律和几何关系可知，它与出射光线平行，过B点作BD⊥AC，交AC于D点，则BD的长度就是出射光线与入射光线之间的距离，由折射定律得sinisinr＝n①由几何关系得∠BAD＝i－rAB＝dcosr③出射光线与入射光线之间的距离为BD＝ABsin(i－r)④当入射角i很小时，有sini≈i，sinr≈r，sin(i－r)≈i－r，cosr≈1由此及①②③④式得-6-BD＝－ni