高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册光的折射同步测试题

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基础导学
要点一、光的反射
(1)反射现象：光从第1种介质射到该介质与第2种介质的分界面时，一部分光会返回到第1种介质的现象．
(2)反射定律：反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角．
要点二、光的折射
(1)折射现象：光从第1种介质射到该介质与第2种介质的分界面时，一部分光会进入第2种介质的现象．
(2)折射定律
折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比，即eq \f(sin θ1,sin θ2)＝n12(式中n12是比例常数)．
(3)在光的折射现象中，光路是可逆的．
要点三、折射率
1．定义
光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫作这种介质的绝对折射率，简称折射率，即n＝eq \f(sin θ1,sin θ2).
2．折射率与光速的关系
某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c与光在这种介质中的传播速度v之比，即n＝eq \f(c,v).
3．理解
由于c＞v，故任何介质的折射率n都大于(填“大于”“小于”或“等于”)1.
要点突破
突破一：反射定律和折射定律
1.光的传播方向：当光从一种介质垂直进入另一种介质时，传播方向不变；斜射时，传播方向改变.
2.光的传播速度：光从一种介质进入另一种介质时，传播速度一定发生变化.
当光垂直界面入射时，光的传播方向虽然不变，但光传播的速度发生变化.
3.光的折射中入射角与折射角的大小关系：当光从折射率小的介质斜射入折射率大的介质时，入射角大于折射角，当光从折射率大的介质斜射入折射率小的介质时，入射角小于折射角.
4.反射定律和折射定律应用的步骤
(1)根据题意画出光路图.
(2)利用几何关系确定光路图中的边、角关系，要注意入射角、反射角、折射角均是光线与法线的夹角.
(3)利用反射定律、折射定律及几何规律列方程求解.
二、折射率
1.对折射率的理解
(1)折射率：n＝eq \f(sin θ1,sin θ2)，θ1为真空中的光线与法线的夹角，不一定为入射角；而θ2为介质中的光线与法线的夹角，也不一定为折射角.
(2)折射率n是反映介质光学性质的物理量，它的大小由介质本身和光的频率共同决定，与入射角、折射角的大小无关，与介质的密度没有必然联系.
2.折射率与光速的关系：n＝eq \f(c,v)
(1)光在介质中的传播速度v跟介质的折射率n有关，由于光在真空中的传播速度c大于光在任何其他介质中的传播速度v，所以任何介质的折射率n都大于1.
(2)某种介质的折射率越大，光在该介质中的传播速度越小.
典例精析
题型一：光的折射现象、光路的可逆性
例一．关于光的折射，以下说法正确的是（ ）
A．光发生折射时一定伴随着反射现象
B．光发生折射时可能不发生反射现象
C．光发生折射时一定是入射角大于折射角
D．光发生折射时一定是入射角小于折射角
变式迁移1：将一根筷子竖直插入装有水的玻璃杯中，从水平方向拍摄的照片如图所示，看上去浸在水中的这段筷子产生了侧移。下列说法正确的是（ ）
A．筷子侧移是光的反射现象
B．筷子侧移是光的折射现象
C．筷子侧移，说明光路是不可逆的
D．若将杯中的水部分移出，则无法观察到筷子侧移现象
题型二：光的折射、折射率
例二．如图所示，截面为直角三角形的透明介质，，一单色光从边的中点D垂直边射入透明介质，通过透明介质后与的延长线交于E点．若．则透明介质对该光的折射率为（ ）
A．B．C．1.5D．2
变式迁移2：如图所示，有一玻璃三棱镜ABC，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AC夹角为30°，则棱镜的折射率为（ ）
A．B．C．D．
题型三：折射率的波长表达式和速度表达式
例三．如图，一束复色光穿过平行玻璃砖后，分成a、b两束单色光，则下列说法正确的是（ ）
A．a光的波长小于b光的波长B．a光的频率大于b光的频率
C．穿过平行玻璃砖后，a、b两束光会相交D．在该玻璃砖中，a光的传播速度比b光大
变式迁移3：一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示则下列关于a、b两束光的说法，正确的是（ ）
A．玻璃对a光的折射率比b小B．真空中，a光的波长比b长
C．b光在该玻璃中的传播速度比a大D．如果a光是绿光，b光可能是紫光
变式迁移4：
中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”，从物理学的角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的，右图是彩虹成因的简化示意图，其中时两种不同频率的单色光，则两光（ ）
A．在同种玻璃种传播，光的传播速度一定大于光
B．以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，光侧移量大
C．分别照射同一介质，介质对光的折射率大于对光的折射率
D．以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是光
强化训练
选择题
1．光在某种玻璃中的传播速度是，要使光由玻璃射入空气时折射光线与反射光线成夹角，则入射角应是（光在空气中的速度为）（ ）
B．C．D．
2．如图所示，一束双色光从空气射入水面，进入水中分成两束，它们与水面的夹角分别是，则两色光在水中传播速度之比为（ ）
B．C．D．
3．一束光由空气入射入某介质，入射角为60°，其折射光线恰好与反射光线垂直，则光在该介质中的传播速度为
A．×108m/sB． ×108m/s
C． ×108m/sD．×108m/s
4．一束单色光经由空气射入玻璃，这束光的
A．速度变慢，波长变短B．速度不变，波长变短
C．频率增高，波长变长D．频率不变，波长变长
5．从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带．下面的说法中正确的是（ ）
A．a侧是红色光，b侧是紫色光
B．在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长
C．三棱镜对a侧光折射率小于对b侧光的折射率
D．在三棱镜中a侧光的传播速度大于b侧光的传播速度
6．如图中四图表示一束由两种颜色组成的复色光通过三棱镜的光路图，其中正确的是（ ）
A．B．C．D．
7．如图所示，真空中有一个半径为R、折射率的透明玻璃球。一束光沿与直径成角的方向从P点射入玻璃球，并从Q点射出，求光在玻璃球中的传播时间。（已知光在真空中的传播速度为c）（ ）
A．B．C．D．
8．一束光从某种介质射入空气中时，入射角θ1=30°，折射角θ2=60°，光路如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．此介质折射率为
B．此介质折射率为
C．光在介质中速度比在空气中大
D．当入射角增大时，折射角增大，折射率也增大
9．对于波的折射现象，下列说法正确的是（ ）
A．当入射速度小于折射速度时，折射光线偏离法线
B．当波垂直界面入射时，传播方向不改变，波速和波长都不改变
C．在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变
D．波发生折射时一定不会发生反射现象
10.如图所示，为一全反射棱镜，棱镜对不同色光的折射率不同，对红光的临界角为，M为一与边垂直的光屏，一束白光沿平行于的方向射向面，经面折射后的光线又射向面，则（ ）
A．面将有色光射出
B．光屏M上会出现彩色光带且紫光在上
C．光屏M上会出现彩色光带且红光在上
D．将光屏与保持垂直地向右平移，屏上彩色光带逐渐变宽