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1、光的反射和折射
一、單項選擇題
1.若某一介質(zhì)的折射率較大,那么( )
A.光由空氣射入該介質(zhì)時折射角較大
B.光由空氣射入該介質(zhì)時折射角較小
C.光在該介質(zhì)中的速度較大
D.光在該介質(zhì)中的速度較小
解析:選D 由n=可知,光由空氣射入介質(zhì)時的折射角是由折射率n和入射角θ1共同決定的,所以A、B均錯;由n=可知,介質(zhì)的折射率越大,光在該介質(zhì)中的速度越小,故C錯,D對。
2.如果光以同一入射角從真空射入不同介質(zhì),則折射率越大的介質(zhì)( )
A.折射角越大,表示這種介質(zhì)對光線偏折作用越大
B.折射角越大,表示這種介質(zhì)對光線偏折作用越小
C.折射角越小,表示這種介質(zhì)對
2、光線偏折作用越大
D.折射角越小,表示這種介質(zhì)對光線偏折作用越小
解析:選C 根據(jù)折射率n=,在入射角相同的情況下,折射率越大的介質(zhì),其折射角越小,該介質(zhì)對光的偏折作用越大。C正確。
3.關(guān)于光的折射現(xiàn)象,下列說法中正確的是( )
A.折射角一定小于入射角
B.折射率跟折射角的正弦值成反比
C.折射角增大為原來的2倍,入射角也增大為原來的2倍
D.折射率大的介質(zhì),光在其中的傳播速度小
解析:選D 光從折射率大的介質(zhì)斜射入折射率小的介質(zhì)時,折射角大于入射角,選項A錯誤;折射率由介質(zhì)材料決定,與折射角的大小無關(guān),選項B錯誤;折射率n=,折射角增大為原來的2倍,入射角并不增大為原來
3、的2倍,選項C錯誤;折射率與光速的關(guān)系是n=,則n大時v小,選項D正確。
4.光線由空氣射向某介質(zhì),當(dāng)入射角為i時,折射光線與反射光線正好垂直,那么這種介質(zhì)的折射率和光在該介質(zhì)中的速度分別為( )
A.n=sin i,v=c·sin i B.n=tan i,v=c·tan i
C.n=tan i,v= D.n=cos i,v=
解析:選C 由于折射光線與反射光線正好垂直,所以折射角r=90°-i,則n=tan i,A、D項錯誤;又n=,故v=,B項錯誤,C項正確。
5.如圖所示,P、Q是兩種透明材料制成的兩塊直角梯形的棱鏡,疊合在一起組成一個長方體。某單色光沿與P的上表面成
4、θ角的方向斜射向P,其折射光線正好垂直通過兩棱鏡的界面。已知材料的折射率nP<nQ,則下列說法正確的是( )
A.一定沒有光線從Q的下表面射出
B.從Q的下表面射出的光線一定與入射到P的上表面的光線平行
C.如果光線從Q的下表面射出,出射光線與下表面所夾的銳角一定大于θ
D.如果光線從Q的下表面射出,出射光線與下表面所夾的銳角一定小于θ
解析:選D 作出光路圖,如圖所示。由題意可知,光線垂直射入Q,根據(jù)折射定律,則有:nP=,nQ=;因為nP<nQ,β=r,所以α<i,所以D對。
二、多項選擇題6.如圖所示,一玻璃柱體的橫截面為半圓形。單色光束從空氣射到柱體的O點(半圓的圓心),
5、產(chǎn)生反射光束1和折射光束2。已知玻璃柱的折射率為,入射角為45°(相應(yīng)的折射角為24°)。現(xiàn)保持入射光束不變,將半圓柱繞通過O點垂直于紙面的軸線順時針轉(zhuǎn)過15°,如圖中虛線所示,則( )
A.光束1轉(zhuǎn)過15°
B.光束1轉(zhuǎn)過30°
C.光束2轉(zhuǎn)過的角度小于15°
D.光束2轉(zhuǎn)過的角度大于15°
解析:選BC 轉(zhuǎn)動前,光束1(反射光)與入射光線間的夾角為A=45°×2=90°,光束2(折射光)的反向延長線與入射光線間的夾角為B=45°-24°=21°;轉(zhuǎn)動后,反射光線與入射光線的夾角A′=60°×2=120°,根據(jù)折射定律=,得r=30°,則折射光線的反向延長線與入射光線間的夾角為B
6、′=60°-30°=30°,得ΔA=A′-A=30°,ΔB=B′-B=9°,故B、C項正確。
7.如圖所示,光在真空和介質(zhì)的界面MN上發(fā)生偏折,那么下列說法正確的是( )
A.光是從真空射向介質(zhì)
B.介質(zhì)的折射率約為1.73
C.光在介質(zhì)中的傳播速度約為1.73×108 m/s
D.反射光線與折射光線成60°角
解析:選BC 因為折射角大于入射角,所以光是從介質(zhì)射向真空的,選項A錯誤;據(jù)折射率公式n=,所以n≈1.73,選項B正確;再由折射率n=,代入數(shù)據(jù)得v≈1.73×108 m/s, 選項C正確;由幾何關(guān)系易知,反射光線與折射光線成90°角,選項D錯誤。
三、非選擇題
8
7、. 如圖所示為某同學(xué)在測定一厚度均勻的圓柱形玻璃的折射率時,先在白紙上作一與玻璃圓柱同半徑的圓,圓心為O,將玻璃圓柱平放在白紙上,使其邊界與所畫的圓重合。在玻璃一側(cè)豎直插兩枚大頭針P1和P2,再在另一側(cè)先后插兩枚大頭針P3和P4,使從另一側(cè)隔著玻璃觀察時,大頭針P4和P3與P2和P1的像恰在一條直線上,移去玻璃圓柱和大頭針后,在本題的圖中畫出:
(1)沿P1和P2連線方向的入射光線通過圓柱形玻璃后的傳播方向;光線在玻璃內(nèi)的傳播方向;在光線的入射點作法線,標(biāo)出入射角θ1和折射角θ2。
(2)寫出計算玻璃折射率的公式(不必計算)。
解析:(1)如圖所示,過P1、P2作直線交圓周于O1點,過點
8、O1作法線O1O;過P3、P4作直線為出射光線,交圓周于O2點;過O2O作直線為法線。連接O1O2為入射光線在玻璃內(nèi)的折射光線。P1P2與O1O的夾角即為入射角θ1,O1O2與O1O的夾角即為折射角θ2。
(2)量出圖中標(biāo)出的入射角θ1和折射角θ2,折射率n12=。
答案:(1)見解析圖 (2)n12=
9.如圖所示,一等腰直角三棱鏡放在真空中,斜邊BC=d,一束單色光以60°的入射角從AB側(cè)面的中點入射,折射后從側(cè)面AC射出。已知三棱鏡的折射率n=,單色光在真空中的光速為c,求:
(1)第一次折射時的折射角;
(2)此單色光在三棱鏡中的傳播速度;
(3)此單色光通過三棱鏡的時間。
解析:(1)單色光在AB面上發(fā)生折射,光路如圖所示。
根據(jù)折射定律得n=,n=
由以上兩式得α=45°。
(2)光在棱鏡中的速度
v=c。
(3)因α=45°,故光在棱鏡內(nèi)傳播的路徑DE與BC平行,且DE=BC=,所以,t=。
答案:(1)45° (2)c (3)
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