PAGE1.光的反射和折射基礎(chǔ)鞏固1關(guān)于光的折射,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.折射光線一定在法線和入射光線所確定的平面內(nèi)B.入射光線和法線與折射光線不一定在一個(gè)平面內(nèi)C.入射角總大于折射角D.光線從空氣斜射入玻璃時(shí),入射角大于折射角解析：根據(jù)折射定律,入射光線、折射光線和法線一定在同一平面內(nèi),B項(xiàng)錯(cuò)誤。入射角不一定總大于折射角,C項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：BC2光從某種玻璃中射向空氣,入射角θ1從零開(kāi)始增大到某一值的過(guò)程中,折射角θ2也隨之增大,則下列說(shuō)法正確的是()A.比值B.比值C.比值D.比值解析：光從玻璃射向空氣時(shí),玻璃的折射率n=sin答案：CD3關(guān)于折射率,下列說(shuō)法正確的是()A.根據(jù)n=B.根據(jù)n=C.根據(jù)n=D.以上說(shuō)法都不對(duì)解析：某種介質(zhì)的折射率只與介質(zhì)本身有關(guān),與角度無(wú)關(guān),選項(xiàng)A不正確。介質(zhì)的折射率都大于1,選項(xiàng)B不正確。由n=c答案：C4一束復(fù)色光由空氣射向玻璃,發(fā)生折射而分為a、b兩束單色光,其傳播方向如圖所示。設(shè)玻璃對(duì)a、b的折射率分別為na和nb,a、b在玻璃中的傳播速度分別為va和vb,則()A.na>nb B.na<nbC.va>vb D.va<vb解析：根據(jù)折射定律n=sinθ1答案：AD5如果光線以大小相等的入射角,從真空射入不同介質(zhì),若介質(zhì)的折射率越大,則()A.折射角越大,說(shuō)明折射光線偏離原來(lái)方向的程度越大B.折射角越大,說(shuō)明折射光線偏離原來(lái)方向的程度越小C.折射角越小,說(shuō)明折射光線偏離原來(lái)方向的程度越大D.折射角越小,說(shuō)明折射光線偏離原來(lái)方向的程度越小解析：根據(jù)折射定律,sinθ1sinθ2=n12,當(dāng)光以相等的入射角從真空向介質(zhì)入射時(shí),sinθ1一定,答案：C6某同學(xué)用插針?lè)y(cè)定玻璃磚的折射率,他的實(shí)驗(yàn)方法和操作步驟正確無(wú)誤。但他處理實(shí)驗(yàn)記錄時(shí)發(fā)現(xiàn)玻璃磚的兩個(gè)光學(xué)面aa'與bb'不平行,如圖所示,則()A.AO與O'B兩條線平行 B.AO與O'B兩條線不平行C.他測(cè)出的折射率偏大 D.他測(cè)出的折射率不受影響解析：如題圖所示,在光線由aa'面進(jìn)入玻璃磚發(fā)生的偏折現(xiàn)象中,由折射定律知n=sinαsinβ。在光線由bb'射出玻璃磚的現(xiàn)象中,同理n=sinrsini。若aa'與bb'平行,則i=β,因此α=r,此時(shí)入射光線AO與出射光線O'B平行。若aa'與bb'不平行,則i≠β,因此α≠答案：BD7地球與太陽(yáng)間的距離比地球半徑大得多,假設(shè)地球表面不存在大氣層,則太陽(yáng)照亮地球的范圍與實(shí)際存在大氣層的情況相比(不考慮大氣層變化)()A.大些B.小些C.一樣大D.早晚照到的范圍小,中午照到的范圍大解析：根據(jù)大氣層內(nèi)空氣稠密的分布,越靠近地球表面折射率越大,對(duì)光線的折射作用越明顯,使得地球被照亮的范圍比不存在大氣時(shí)要大些。答案：B8(2018全國(guó)Ⅲ卷)如圖所示,某同學(xué)在一張水平放置的白紙上畫(huà)了一個(gè)小標(biāo)記“·”(圖中O點(diǎn)),然后用橫截面為等邊三角形ABC的三棱鏡壓在這個(gè)標(biāo)記上,小標(biāo)記位于AC邊上。D位于AB邊上,過(guò)D點(diǎn)作AC邊的垂線交AC于F。該同學(xué)在D點(diǎn)正上方向下順著直線DF的方向觀察,恰好可以看到小標(biāo)記的像;過(guò)O點(diǎn)作AB邊的垂線交直線DF于E;DE=2cm,EF=1cm。求三棱鏡的折射率。(不考慮光線在三棱鏡中的反射)解析：過(guò)D點(diǎn)作AB邊的法線NN',連接OD,則∠ODN=α為O點(diǎn)發(fā)出的光線在D點(diǎn)的入射角;設(shè)該光線在D點(diǎn)的折射角為β,如圖所示。根據(jù)折射定律有nsinα=sinβ①式中n為三棱鏡的折射率。由幾何關(guān)系可知β=60°②∠EOF=30°③在△OEF中有EF=OEsin∠EOF④由③④式和題給條件得OE=2cm⑤根據(jù)題給條件可知,△OED為等腰三角形,有α=30°⑥由①②⑥式得n=3答案：3能力提升1如圖所示,一束光線穿過(guò)介質(zhì)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ時(shí)的光路,則()A.介質(zhì)Ⅰ的折射率最大B.介質(zhì)Ⅱ的折射率最大C.介質(zhì)Ⅲ的折射率最大D.光在介質(zhì)Ⅱ中傳播速度最大解析：根據(jù)折射情況,Ⅰ與Ⅱ相比,Ⅱ中的折射角大,介質(zhì)Ⅰ的折射率大于介質(zhì)Ⅱ的折射率;Ⅰ與Ⅲ相比,Ⅲ中的折射角小,介質(zhì)Ⅲ的折射率大于介質(zhì)Ⅰ的折射率;因此,介質(zhì)Ⅲ的折射率最大。折射率越大,光在其中的傳播速度越小。因此,選項(xiàng)C、D正確。答案：CD2如圖所示,一束光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分為兩束單色光a、b,波長(zhǎng)分別為λa、λb,該玻璃對(duì)單色光a、b的折射率分別為na、nb,則()A.λa<λb,na>nb B.λa>λb,na<nbC.λa<λb,na<nb D.λa>λb,na>nb解析：由題圖可知,光由空氣進(jìn)入三棱鏡時(shí),兩束單色光的入射角相同,單色光a的折射角大于單色光b的折射角,根據(jù)折射定律可得n=sinisinr,則na<nb,單色光b的頻率大而波長(zhǎng)小,即λ答案：B3高速公路上的標(biāo)牌常用“回光返照膜”制成,夜間行車時(shí),它能將車燈照射出去的光逆向返回,使得標(biāo)志牌上的字特別醒目。這種“回光返照膜”是用球體反射原件制成的。如圖所示,反照膜內(nèi)均勻分布著直徑10μm的細(xì)玻璃珠,所用玻璃的折射率為3A.60° B.45° C.30° D.15°解析：設(shè)入射角為i,折射角為θ,作出光路圖如圖所示,因?yàn)槌錾涔饩€恰好和入射光線平行,所以i=2θ,根據(jù)折射定律n=sinisinθ=sin2θsin答案：A4在測(cè)定玻璃磚的折射率的實(shí)驗(yàn)中,為了取得較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果()A.必須選用上、下表面平行的玻璃磚B.應(yīng)選取較厚的玻璃磚C.入射角應(yīng)小些D.所畫(huà)界面要與玻璃磚表面相符合解析：實(shí)驗(yàn)所作的光路圖如圖所示。由入射光線AB、出射光線CD確定光射至玻璃磚的點(diǎn)B、從玻璃磚射出的點(diǎn)C,從而確定光在玻璃中的徑跡BC。入射角、折射角均用量角器(或作直角三角形)量出。通過(guò)上述分析可知,想獲得較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,需要準(zhǔn)確地測(cè)出入射角和折射角。選用較厚的玻璃磚增大H,可使BC線畫(huà)得更準(zhǔn);讓表面與玻璃磚表面相符合,也是做好實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。折射角隨入射角的變化而改變,減小入射角,折射角也變小,這增加了測(cè)量的難度,增大了誤差。但是,入射角太大了也不好,會(huì)出現(xiàn)色散,射入玻璃的光也減弱。一般將入射角選在30°~75°。至于玻璃磚兩面是否平行,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有影響。答案：BD★5如圖所示,一束單色光射入一玻璃球體,入射角為60°,已知光線在玻璃球內(nèi)經(jīng)一次反射后,再次折射回到空氣中時(shí)與入射光線平行。此玻璃的折射率為()A.BC.D解析：根據(jù)題意畫(huà)出光的傳播光路圖如圖所示。作OD使其與入射光和出射光平行,由幾何知識(shí)得∠AOB=60°+60°=120°,所以∠ACB=60°,得到折射角為30°,所以n=答案：C6如圖甲所示,光學(xué)實(shí)驗(yàn)用的長(zhǎng)方體玻璃磚,它的面不能用手直接接觸。在用插針?lè)y(cè)定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中,兩位同學(xué)繪出的玻璃磚和三個(gè)針孔A、B、C的位置相同,且插在C位置的針正好擋住插在A、B位置的針的像,但最后一個(gè)針孔的位置不同,分別為D、E兩點(diǎn),如圖乙所示。計(jì)算折射率時(shí),用(選填“D”或“E”)點(diǎn)得到的值較小,用(選填“D”或“E”)點(diǎn)得到的值誤差較小。

解析：光滑面若被手接觸污染,會(huì)影響觀察效果,增加實(shí)驗(yàn)誤差;分別連接CD和CE并延長(zhǎng)到界面,與界面分別交于F、G兩點(diǎn),由n=sinθ1sinθ2不難得出用D點(diǎn)得到的折射率值較小,過(guò)C點(diǎn)的出射光線應(yīng)平行于AB答案：光滑DE7(2018全國(guó)Ⅱ卷)如圖所示,△ABC是一直角三棱鏡的橫截面,∠A=90°,∠B=60°。一細(xì)光束從BC邊的D點(diǎn)折射后,射到AC邊的E點(diǎn),發(fā)生全反射后經(jīng)AB邊的F點(diǎn)射出,EG垂直于AC交BC于G,D恰好是CG的中點(diǎn),不計(jì)多次反射。(1)求出射光相對(duì)于D點(diǎn)的入射光的偏角;(2)為實(shí)現(xiàn)上述光路,棱鏡折射率的取值應(yīng)在什么范圍?解析：(1)光線在BC面上折射,由折射定律有sini1=nsinr1①式中,n為棱鏡的折射率,i1和r1分別是該光線在BC面上的入射角和折射角。光線在AC面上發(fā)生全反射,由反射定律有i2=r2②式中i2和r2分別是該光線在AC面上的入射角和反射角。光線在AB面上發(fā)生折射,由折射定律有nsini3=sinr3③式中i3和r3分別是該光線在AB面上的入射角和折射角。由幾何關(guān)系得i2=r2=60°,r1=i3=30°