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光的折射 我夯基我達(dá)標(biāo) 1.關(guān)于光的反射與折射，以下說法正確的是（ ) A.光發(fā)生反射時，光的傳播方向一定改變 B.光發(fā)生反射時，光的傳播方向可能偏轉(zhuǎn)90 C.光發(fā)生折射時，一定伴隨著反射現(xiàn)象 D.光發(fā)生反射時，一定伴隨著折射現(xiàn)象 思路解析：光發(fā)生反射時，光的傳播方向一定改變，有人認(rèn)為當(dāng)入射角為0時，也就是光線垂直界面入射時，反射角為零，光線不改變方向，實際上光的傳播方向改變180，選項A正確. 當(dāng)入射角為45時，反射角也為45，光的傳播方向偏轉(zhuǎn)90，選項B正確. 光發(fā)生折射時，一定伴隨著反射現(xiàn)象，而當(dāng)發(fā)生全反射現(xiàn)象時，只有反射現(xiàn)象而無折射現(xiàn)象. 答案：ABC 2.如圖13-1-10所示，a、b、c三條光線交于一點S，如果在S點前任意位置放一塊平面鏡M，則a、b、c三條光線的反射光線（ ) 圖13-1-10 A.可能交于一點，也可以不交于一點 B.一定不交于一點 C.一定交于平面鏡前一點 D.反射光線的延長線交于鏡后一點 思路解析：根據(jù)平面鏡只改變光束的傳播方向而不改變光束的性質(zhì)可知C正確. 答案：C 3.一束光線與水平方向成30角，從空氣射入水中，其反射光線和折射光線恰好垂直，則反射角和折射角分別為（ ) A.30，30 B.60，60 C.60，30 D.30，60 思路解析：作光路圖，運(yùn)用幾何關(guān)系得反射角為60，折射角為30，選項C正確. 答案：C 4.在用兩面平行的玻璃磚測定玻璃折射率的實驗中，其實驗光路如圖13-1-11所示，對實驗中的一些具體問題，下列說法正確的是（ ) 圖13-1-11 A.為了減少作圖誤差，P3和P4的距離應(yīng)適當(dāng)取大些 B.為減少測量誤差，P1、P2與玻璃磚界面的夾角應(yīng)取大一些 C.若P1、P2的距離較大時，通過玻璃磚會看不到P1、P2的像 D.若P1、P2連線與法線NN′間夾角較大時，有可能在bb′一側(cè)就看不到P1、P2的像 思路解析：實驗時，盡可能將大頭針豎直插在紙上，且P1和P2之間，P2與O點之間，P3與P4之間，P3與O′之間距離要稍大一些.入射角θ1應(yīng)適當(dāng)大一些，以減小測量角度的誤差，但入射角不宜太大，也不宜太小.在操作時，手不能觸摸玻璃磚的光潔光學(xué)面，更不能把玻璃磚界面當(dāng)尺子畫界線. 答案：AB 5.(2006全國高考理綜Ⅱ)如圖13-1-12所示，一塊玻璃磚有兩個相互平行的表面，其中一個表面是鍍銀的（光線不能通過表面）.現(xiàn)要測定此玻璃的折射率.給定的器材還有：白紙、鉛筆、大頭針4枚（P1、P2、P3、P4）、帶有刻度的直角三角板、量角器.實驗時，先將玻璃磚放到白紙上，使上述兩個相互平行的表面與紙面垂直.在紙上畫出直線aa′和bb′，aa′表示鍍銀的玻璃表面，bb′表示另一表面，如圖所示.然后，在白紙上豎直插上兩枚大頭針P1、P2（位置如圖）.用P1、P2的連線表示入射光線.為了測量折射率，應(yīng)如何正確使用大頭針P3、P4？ 圖13-1-12 試在題圖中標(biāo)出P3、P4的位置.然后，移去玻璃磚與大頭針.試在題圖中通過作圖的方法標(biāo)出光線從空氣到玻璃中的入射角θ1與折射角θ2.簡要寫出作圖步驟. 寫出用θ1、θ2表示的折射率公式為n＝____________________. 思路解析：（1）在bb′一側(cè)觀察P1、P2（經(jīng)bb′折射，aa′反射，再經(jīng)bb′折射后）的像，在適當(dāng)?shù)奈恢貌迳螾3，使得P3與P1、P2的像在一條直線上，即讓P3擋住P1、P2的像；再插上P4，讓它擋住P2（或P1）的像和P3.P3、P4的位置如圖所示. （2）①過P1、P2作直線與bb′交于O； ②過P3、P4作直線與bb′交于O′； ③利用刻度尺找到OO′的中點M； ④過O點作bb′的垂線CD，過M點作bb′的垂線與aa′相交于N，如圖所示，連接ON； ⑤∠P1OD=θ1,∠CON=θ2. （3）n＝. 我綜合我發(fā)展 6.如圖13-1-13所示為一透明的圓柱體的橫截面，其半徑為R，折射率為，AB是一條直徑，若有一束平行光沿AB方向射向圓柱體，折射后經(jīng)過B點的入射光線離AB的距離為多少？ 圖13-1-13 思路解析：可先作出光路圖，用折射定律結(jié)合幾何知識求出. 如圖所示，設(shè)折射后經(jīng)過B點的入射光線的射入點為C，連接BC，則BC為其折射光線，OC為法線，若折射角為θ，由幾何知識可知入射角為2θ，根據(jù)折射定律有 =,即θ=30. 則入射光線離AB的距離 CD=Rsin2θ=R. 答案：R 7.某同學(xué)由于沒有量角器，他在完成了光路圖以后，以O(shè)點為圓心、10.00 cm為半徑畫圓，分別交線段OA于A點，交OO′連線的延長線于C點，過A點作法線NN′的垂線AB交NN′于點B，NN′的垂線CD交NN′于D點，如圖13-1-14所示.用刻度尺量得OB=8.00 cm,CD=4.00 cm,由此可得出玻璃的折射率n=_____________. 圖13-1-14 思路解析：由折射定律得n= 因為OA=OC 所以n==1.5. 答案：1.5 8.一個圓柱形筒，直徑為12 cm，高16 cm，人眼在筒側(cè)上方某處觀察，所見筒側(cè)的深度為9 cm，當(dāng)筒中盛滿液體時，則人眼又恰能看到筒側(cè)的最低點，求： （1）此液體的折射率； （2）光在此液體中的傳播速度. 思路解析：先畫出一圓柱形筒，筒高為H=16 cm，直徑d=12 cm.人眼在A處，筒側(cè)底部“最低點”為B，筒內(nèi)無液體時，人眼能見深度h=9 cm，筒內(nèi)盛滿液體時，人眼能看到B點，根據(jù)光的折射畫出光路如圖所示. （1）sinθ1=,sinθ2= 此液體的折射率n==. （2）光在此液體中的傳播速度 v==2.25108 m/s. 答案：（1）4/3 （2）2.25108 m/s 9.為了從軍事工事內(nèi)部觀察外界目標(biāo)，在工事上開一長方形孔，設(shè)工事壁厚d=34.64 cm，孔的寬度為L=20 cm,孔內(nèi)嵌入折射率為n=的玻璃磚，如圖13-1-15所示.試問： 圖13-1-15 （1）嵌入玻璃后，工事內(nèi)部觀察到外界的視野沿水平方向有多大張角？ （2）要想使外界180范圍內(nèi)的物體全能被觀察到，應(yīng)嵌入折射率為多大的玻璃磚？ 思路解析：作出光路圖如下圖所示，當(dāng)人眼在最左側(cè)的S1點觀察時，能看到的最邊界光線OS1出發(fā)于AO，兩邊對稱. （1）如圖所示，AO為人在最左側(cè)的S1點觀察到的邊界光線，由幾何關(guān)系得：tanr= ,所以r=30 由折射定律=,所以i=60 同理，眼睛位于最右側(cè)時，也能看到左側(cè)同樣角度內(nèi)的景物，故觀察視野的最大張角為602=120. （2）要觀察到180范圍內(nèi)景物，則i=90時，r=30 所以n===2 應(yīng)嵌入折射率為2的玻璃磚. 答案：（1）120 （2）2 10.(2006江蘇高考)在用插針法測定玻璃磚折射率的實驗中，甲、乙、丙三位同學(xué)在紙上畫出的界面aa′、bb′與玻璃磚位置的關(guān)系分別如圖13-1-16中①、②和③所示，其中甲、丙同學(xué)用的是矩形玻璃磚，乙同學(xué)用的是梯形玻璃磚.他們的其他操作均正確，且均以aa′、bb′為界面畫光路圖. 圖13-1-16 則甲同學(xué)測得的折射率與真實值相比____________（填“偏大”“偏小”或“不變”） 乙同學(xué)測得的折射率與真實值相比________________（填“偏大”“偏小”或“不變”） 丙同學(xué)測得的折射率與真實值相比_________________. 思路解析：用插針法測定玻璃磚的折射率時，要注意影響玻璃折射率大小的幾個因素:①玻璃磚寬度宜大些;②入射角不能太小;③能夠觀察到有效插針;④所畫的界面線不能傾斜等.如本題的三個圖，就是所畫界面的問題，圖①測得折射率比真實值偏小，圖②不變，圖③中可能偏大，可能偏小還可能不變. 答案：偏小不變 可能偏大、可能偏小、可能不變