版选修3_4.docx

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1、- 1 -光的反射和折射A 组(25 分钟)1.光从某介质射入空气,入射角 1从零开始增大到某一值的过程中,折射角 2也随之增大,则下列说法正确的是( )A.比值 不变 1 2B.比值 不变sin 1sin 2C.比值 是一个大于 1 的常数sin 1sin 2D.比值 是一个小于 1 的常数sin 1sin 2解析：因折射率不变,可知 不变,A 错误,B 正确;又入射角小于折射角,所以 1,所以研究的是光从空气射入玻璃的情况,选项 A 正确,D 错误。答案：AC8. 导学号 73884094一半径为 R 的 球体放置在水平桌面上,球体由折射率为 的透明材料制成。现有一束位于过14 3球心 O

2、 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,如图所示。已知入射光线与桌面的距离为 。求出射角 。3R2解析：如图所示,设入射光线与 球体的交点为 C,连接 OC,OC 即为入射点的法线。因此,图中14的角 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= ,又由 OBC 知 sin = ,32设光线在 C 点的折射角为 ,由折射定律得sinsin = 3- 4 -由式得 = 30。由几何关系知,光线在球体的竖直表面上的入射角 为 30。由折射定律得,因此 sin = ,解得 = 60。sinsin = 13 32答案：60B 组(25

3、分钟)1.为了观察门外情况,有人在门上开一小圆孔,将一块圆柱形玻璃嵌入其中,圆柱体轴线与门面垂直,如图所示。从圆柱底面中心看出去,可以看到门外入射光线与轴线间的最大夹角称为视场角。已知该玻璃的折射率为 n,圆柱长为 l,底面半径为 r,则视场角的正弦是( )A. B.nlr2+l2 nrr2+l2C. D.rr2+l2 lnr2+l2解析：光路图如图所示n= ,sin =sinisin rr2+l2所以 sin i=nsin = ,B 对。nrr2+l2答案：B2.如图所示,在长方体玻璃砖的底面中心和实心玻璃半球的球心处,分别放有点光源,人从上面观察,看到的像点位置( )A.均在点光源位置B.

4、均在点光源上方C.玻璃砖的在光源上方,玻璃半球的在光源处D.玻璃砖的在光源处,玻璃半球的在光源上方解析：玻璃砖底面中心点光源发出的光,经玻璃表面折射后,折射角大于入射角,人逆着折射光看去,看到的虚像在光源上方,玻璃半球球心处的点光源发出的光射出时不发生偏折,看到的像点仍在光源处,选项 C 正确,A、B、D 错误。答案：C3. 导学号 73884095- 5 -如图所示,井口大小和深度相同的两口井,一口是枯井,一口是水井(水面在井口之下),两井底部各有一只青蛙,则( )A.水井中的青蛙觉得井口大些,晴天的夜晚,水井中的青蛙能看到更多的星星B.枯井中的青蛙觉得井口大些,晴天的夜晚,水井中的青蛙能看

5、到更多的星星C.水井中的青蛙觉得井口小些,晴天的夜晚,枯井中的青蛙能看到更多的星星D.两只青蛙觉得井口一样大,晴天的夜晚,水井中的青蛙能看到更多的星星解析：根据边界作出边界光线,如图所示。水井中的青蛙相当于枯井中离开井底一定高度的青蛙,看向井口和天空 ,所以水井中的青蛙会觉得井口大些,且可看到更多的星星,故选项 A 正确,B、C、D 错误。答案：A4.如图所示,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 ,则当阳光与水平面成 37时,杆 AB 在水下的影长为多少?43解析：光路如图所示由题意可得入射角为 53由折射定律=nsin 1sin

6、 2sin53sin 2=43则 2=37,由几何关系得影长s=0.3 mtan 53+1 mtan 37=1.15 m。答案：1 .15 m5.- 6 -如图所示,两面平行的玻璃砖下表面涂有反射物质,一束与上表面成 30入射的光线,在右端垂直标尺上形成了 A、 B 两个光斑, A、 B 间距为 4 cm,已知玻璃砖的折射率为 。3(1)画出形成两光斑的光路图;(2)求此玻璃砖的厚度 d。解析：(1)光路图如图所示。(2)光束入射角 i=90-30=60设折射角为 r,n= ,由几何关系有 BO=EOtan 30,AO=COtan 30,AB=AO-BO=(CO-sinisinrEO)tan

7、30=CEtan 30。且 CE=2dtan r,代入数据解得 d=6 cm。答案：(1)见解析图 (2)6 cm6. 导学号 73884096如图所示,一等腰直角三棱镜放在真空中,斜边 BC=d,一束单色光以 60的入射角从 AB 侧面的中点入射,折射后从侧面 AC 折射出。已知三棱镜的折射率 n= ,单色光在真空中的光速为62c,求:(1)第一次折射时的折射角;(2)此单色光在三棱镜中的传播速度;(3)此单色光通过三棱镜的时间。解析：(1)单色光在 AB 面上发生折射,光路如图所示。根据折射定律得 n= ,n=sin60sin 62由以上两式得 = 45。(2)光在棱镜中的速度v= 。cn=2c6= 6c3(3)因 = 45,故光在棱镜内传播的路径 DE 与 BC 平行,且 DE= BC= d,所以, t= 。12 12 DEv= 6d4c答案：(1)45 (2) (3)6c3 6d4c- 7 -