1、高中同步测试卷(九)专题五光的折射定律的综合应用(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分在每小题所给的四个选项中，至少有一个选项符合题意)1如果光以同一入射角从真空射入不同介质，则折射率越大的介质()A折射角越大，表示这种介质对光线的偏折程度越大B折射角越大，表示这种介质对光线的偏折程度越小C折射角越小，表示这种介质对光线的偏折程度越大D折射角越小，表示这种介质对光线的偏折程度越小2一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()3关于折射率，下列说法正确的是()A某种介质的折射率等于光在介质中传播速度v和光在真空中的传
2、播速度c的比值B折射角和入射角的大小决定着折射率的大小C两种介质相比较，折射率小的介质称为光疏介质D任何介质的折射率都大于14如图所示，把由同种玻璃制成的厚度为d的立方体A和半径为d的半球体B分别放在报纸上，且让半球的凸面向上，从正上方(对B来说是最高点)竖直向下分别观察A、B中心处报纸上的文字，下面的观察记录正确的是 ()A看到A中的字比B中的字高 B看到B中的字比A中的字高C看到A、B中的字一样高 D看到B中的字和没有放玻璃半球时一样高5如图所示为地球及其大气层，高空有侦察卫星A接收到地球表面P处发出的光信号，则A感知到的发光物应在()A图中P点 B图中P点靠近M的一侧C图中P点靠近N的一
3、侧 D以上位置都有可能6单色光在真空中的传播速度为c，波长为0，在水中的传播速度是v，波长为，水对这种单色光的折射率为n.当这束单色光从空气斜射入水中时，入射角为1，折射角为2，下列说法中正确的是()Av，0 B0n，vcCvcn，0 D0，vc7.两束不同频率的单色光a、b从空气平行射入水中，发生了如图所示的折射现象()下列结论中正确的是()A在水中的传播速度，光束a比光束b大B在水中的传播速度，光束a比光束b小C水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小D水对光束a的折射率比水对光束b的折射率大8为了观察门外情况，有人在门上开一小圆孔，将一块圆柱形玻璃嵌入其中，圆柱体轴线与门面垂直，如图所示
4、从圆柱底面中心看出去，可以看到的门外入射光线与轴线间的最大夹角称为视场角已知该玻璃的折射率为n，圆柱长为l，底面半径为r，则视场角是()Aarcsin BarcsinCarcsin Darcsin9现代高速公路上的标志牌都使用“回归反光膜”制成，夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向反射，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10 m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()A15 B30 C45 D6010以往，已知材料的折射率都为正值(n0)现已有针对某些
5、电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值(n0)，称为负折射率材料位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r依然满足n，但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出若该材料对此电磁波的折射率n1，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是()11一束红光与一束紫光以适当的入射角射向半圆形玻璃砖，其出射光线都是由圆心O点沿OP方向射出，如图所示，则 ()AAO是红光，它穿过玻璃砖所需的时间短 BAO是紫光，它穿过玻璃砖所需的时间长CBO是红光，它穿过玻璃砖所需的时间长DBO是紫光，它穿过玻璃砖所需的时间短1
6、2如图所示，井口大小和深度相同的两口井，一口是枯井，一口是水井(水面在井口之下)，两井底部各有一只青蛙，则()A水井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，枯井中的青蛙能看到更多的星星B枯井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星C水井中的青蛙觉得井口小些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星D两只青蛙觉得井口一样大，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星题号123456789101112答案二、非选择题(本题共4小题，共40分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13(10分)在“测定
7、玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作插好了4枚大头针，如图甲所示；(1)在下图中画出完整的光路图；(2)对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n_(保留3位有效数字)；(3)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了两次实验，经正确操作插好了8枚大头针，如图乙所示图中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是P3和_(填“A”或“B”)14(8分) Morpho蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉电子显微镜下鳞片结构的示意图如图所示一束光以入射角i从a点入射，经过折射和反射后从b点出射设鳞片的
8、折射率为n，厚度为d，两片之间空气层厚度为h.取光在空气中的速度为c，求光从a到b所需的时间t.15.(10分)如图所示，两面平行的玻璃砖下表面涂有反射物质，一束与上表面成30角入射的光线，在右端垂直标尺上形成了A、B两个光斑，A、B间距为4 cm，已知玻璃砖的折射率为，(1)画出形成两光斑的光路图；(2)求此玻璃砖的厚度d.16(12分)(2016高考全国卷丙)如图，玻璃球冠的折射率为，其底面镀银，底面的半径是球半径的；在过球心O且垂直于底面的平面(纸面)内，有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角参考答
9、案与解析1导学号07420129【解析】选C.由折射定律可知，在入射角相同的情况下，折射角越小，介质的折射率越大，介质对光线的偏折程度越大2导学号07420130【解析】选C.光在两介质的界面上通常同时发生反射和折射，所以选项A错误；由反射定律知反射角为45，根据折射定律n得12，故选项B错误，C正确；画光线时必须带箭头，D不是光路图，选项D错误3导学号07420131CD4导学号07420132AD5导学号07420133【解析】选B.由于大气层的存在，侦察卫星在A处接收到的P处发出的光信号的光路大致如图中实线所示，由图可知选项B正确，A、C、D错误6导学号07420134【解析】选B.由题
10、意可知，n，又n，所以vc又0，而，所以0，0n.综上所述，只有B项正确7导学号07420135【解析】选AC.由公式n，可得折射率nanb，C正确，D错误由v，navb，A正确，B错误8导学号07420136【解析】选B.光路如图所示，依题意可得：sin ，由n得iarcsin(nsin )arcsin，故选B.9导学号07420137【解析】选D.已知入射光线和出射光线平行，所以光在三个界面上改变了传播方向，光线在玻璃珠的内表面反射时具有对称性，由此可作出光路图如图所示由几何关系可知i2r根据折射定律有n由可得i60.10导学号07420138【解析】选B.折射线与入射线应位于法线的同一侧
11、，故选项A、D错误因为材料折射率n1，在电磁波由空气进入介质的入射点，sin sin ()，得，则选项C错误故正确选项为B.11导学号07420139【解析】选A.由光路可逆原理，红光的折射率小，sin nsin ，有折射率小，入射角也小，所以OA为红光，其波速较大，所需时间较短选项A正确12导学号07420140【解析】选BC.这是一道典型的视野问题，解决视野问题的关键是确定边界光线和确定是谁约束了视野等如本题中由于井口边沿的约束，而不能看到更大的范围，据此作出边界光线如图所示由图可看出，所以水井中的青蛙觉得井口小些；，所以水井中的青蛙可看到更多的星星，故选项B、C正确，A、D错误13导学号
12、07420141【解析】(1)如图所示(2)折射率n，sin i与sin r可利用上图中的方格进行粗略的计算，或是利用直尺测量计算，sin i，sin r，n1.50.(3)由题图乙可知，光线P1P2入射到玻璃砖上时，相当于光线射到了一个三棱镜上，因此出射光线将向底边偏折，所以出射光线过P3和A.【答案】(1)见解析图(2)1.50(说明：0.03范围内都可)(3)A14导学号07420142【解析】设光在鳞片中的折射角为r，折射定律sin insin r在鳞片中传播的路程l1，传播速度v，传播时间t1，解得t1同理，在空气中的传播时间t2，则tt1t2 .【答案】见解析15导学号074201
13、43【解析】(1)光路图如图所示(2)光束入射角i903060设折射角为r，n，由几何关系有：BOEOtan 30，AOCOtan 30，ABAOBO(COEO)tan 30CEtan 30.且CE2dtan r，代入数据解得：d6 cm.【答案】(1)见解析(2)6 cm16导学号07420144【解析】设球半径为R，球冠底面中心为O，连接OO，则OOAB.令OAO，有cos 即30由题意MAAB所以OAM60设图中N点为光线在球冠内底面上的反射点，则光线的光路图如图所示设光线在M点的入射角为i，折射角为r，在N点的入射角为i，反射角为i，玻璃折射率为n，由于OAM为等边三角形，有i60由折射定律有sin insin r代入题给条件n得r30作底面在N点的法线NE，由于NEAM，有i30根据反射定律，有i30连接ON，由几何关系知MANMON，故有MNO60由式得ENO30于是ENO为反射角，ON为反射光线这一反射光线经球面再次折射后不改变方向所以，经一次反射后射出玻璃球冠的光线相对于入射光线的偏角为180ENO150.【答案】150