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- 2021-06-01 发布
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第十三章 第一节 光的反射和折射
基础夯实
一、选择题(1~4题为单选题,5、6题为多选题)
1.如图所示,国家游泳中心“水立方”的透明薄膜“外衣”上点缀了无数白色亮点,他们被称为镀点,北京奥运会举行时正值盛夏,镀点能改变光线方向,将光线挡在场馆外,镀点对外界阳光的主要作用是( A )
A.反射太阳光线,遵循光的反射定律
B.反射太阳光线,不遵循光的反射定律
C.折射太阳光线,遵循光的折射定律
D.折射太阳光线,不遵循光的折射定律
解析:“挡在场馆外”一定是反射,只要是反射就一定遵循光的反射定律。
2.(鹤岗一中2015~2016年高二下学期期中)一束光线从空气射向折射率为1.5的玻璃内,入射角为45°,下面光路图中正确的是( C )
解析:光在两介质的界面上通常同时发生反射和折射,所以A错误;由反射定律和反射角为45°,根据折射定律n=得θ1>θ2,故B错误;C正确,D错误。
3.检查视力时人与视力表之间的距离应为5m,现因屋子太小而使用一个平面镜,视力表到镜子的距离为3m,如图所示,那么人到镜中的视力表的距离和人到镜子的距离分别为( A )
A.5m,2m B.6m,2m
C.4.5m,1.5m D.4m,1m
解析:根据平面镜成像规律可知选项A正确。
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4.(天津市静海一中2017年高二下学期检测)如图所示为光由玻璃射入空气中的光路图,直线AB与CD垂直,其中一条是法线。入射光线与CD的夹角为α,折射光线与CD的夹角为β,α>β(α+β≠90°),则该玻璃的折射率n等于( B )
A. B.
C. D.
解析:因为光从玻璃射入空气,折射角大于入射角,所以知CD为界面,入射角为90°-α,折射角为90°-β,根据光的可逆性知,折射率n==。故B正确,ACD错误。故选B。
5.一束光从介质1进入介质2,方向如图所示,下列对于1、2两种介质的光学属性的判断正确的是( BD )
A.介质1的折射率小
B.介质1的折射率大
C.光在介质1中的传播速度大
D.光在介质2中的传播速度大
解析:由n=知介质1的折射率大,由n=知光在介质2的传播速度大,故选BD。
6.一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。设玻璃对a、b的折射率分别为na和nb,a、b在玻璃中的传播速度分别为va和vb,则( AD )
A.na>nb B.navb D.vanb
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,选项A正确;由折射率n=知vaα,所以水井中的青蛙可看到更多的星星,故选项A正确,B、C、D错误。
3.现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成,夜间行车时,它能把车灯射出的光逆向返回,标志牌上的字特别醒目。这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的,如图所示,反光膜内均匀分布着直径为10μm的细玻璃珠,所用玻璃的折射率为,为使入射的车灯光线经玻璃珠折射→反射→再折射后恰好和入射光线平行,那么第一次入射的入射角应是( D )
A.15° B.30°
C.45° D.60°
解析:作光路图如图所示,设入射角为θ,折射角为α,则θ=2α,n==
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eq f(2sinαcosα,sinα),cosα==,α=30°
所以,θ=60°。故选项D正确。
4.如图所示,一束复色光从空气中沿半圆形玻璃砖半径方向射入,从玻璃砖射出后分成a、b两束单色光。则( AC )
A.玻璃砖对a光的折射率为
B.玻璃砖对a光的折射率为1.5
C.b光在玻璃中的传播速度比a光的小
D.b光在玻璃中的传播速度比a光的大
解析:由a光的偏折程度比b光的小,可知a光在玻璃中的折射率均较小,则a光在玻璃中的传播速度较大,故C正确,D错误;根据折射定律a光在玻璃中的折射率n==,故A正确,B错误。
二、非选择题
5.河中有条小鱼,某时刻小鱼的实际深度为H,一人从水面正上方往水中看,他感觉到的小鱼的深度为多大?(设水的折射率为n。)
答案:
解析:如图所示,设小鱼在S处,从鱼反射出的光线SO垂直水面射出,光线SO1与SO间的夹角很小。因一般人的瞳孔的线度为2~3mm,θ1、θ2为一组对应的折射角和入射角,可知θ1、θ2均很小。由数学知识知:
sinθ1≈tanθ1=,sinθ2≈tanθ2=
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由折射定律得:n===,得h=
即他感觉到的小鱼的深度为实际深度的,即变浅。
6.如图所示,某透明材料制成的半球形光学元件直立放置,其直径与水平光屏垂直接触于M点,球心O与M间距离为10cm。一束激光与该元件的竖直圆面成30°角射向圆心O,结果在光屏上出现间距为d=40cm的两个光斑,请完成光路图并求该透明材料的折射率。
答案:光路图见解析;
解析:光屏上的两个光斑分别是激光束经光学元件反射与折射的光线形成,其光路图如图所示
依题意,令R=10cm,据反射规律与几何关系知,反射光线形成光斑P1与M点的距离为d1=Rtan30°
激光束的入射角i=60°,设其折射角为r,由几何关系可知折射光线形成光斑P2与M点距离
d2=40-Rtan(90°-r)
又d1+d2=40cm,由以上各式解得r=30°
所以该材料的折射率
n==
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