1、光的折射(建议用时：25分钟)考点一光的折射1以往，已知材料的折射率都为正值(n0)。现已有针对某些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，但是折射光线与入射光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，图中能正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是()B由题意知，折射光线和入射光线位于法线的同一侧，n1，由折射定律可知，折射角等于入射角故选B.2光在某种玻璃中的传播速度是108 m/s，要使光由空气射
2、入玻璃时折射光线与反射光线成直角，则入射角应是()A30B60C45D90B设入射角为i，则折射角r90i，根据折射定律n及n，得，所以tan i，即i60.故选B.3如图所示，一条光线由空气射到半圆柱体玻璃砖表面的圆心处，玻璃砖的半圆表面上(反射面)镀有银，则图示几个光路图中，能正确、完整地表示光线行进过程的是()D光线在圆心处发生折射和反射，折射光线与半圆表面垂直，到达半圆表面后沿原路返回，返回至空气与玻璃的交界处时再次发生反射和折射，折射光路遵循光路可逆性原理4设大气层为均匀介质，当太阳光照射地球表面时，如图所示则有大气层与没有大气层时相比，太阳光覆盖地球的面积()A前者较小B前者较大C
3、一样大D无法判断B当太阳光照到存在大气层的地球表面时，光在大气层发生折射，光线偏向地球，故选B.考点二折射率5(多选)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()AnanbBnanbCvavbDvavbAD由题图知，折射角ab，而n，入射角i相同，所以nanb，故选项A正确，选项B错误；由n知vavb，故选项C错误，选项D正确6如图所示，一块横截面积为扇形的半径为r的柱体玻璃砖，O为截面的圆心，AB为柱体玻璃砖的圆弧面，置于空气中现有一细光束a，垂直射到AO面上的P处，经玻璃
4、弧面反射，之后经OB面折射平行返回已知AOB135，玻璃对此光的折射率为，则入射点P距圆心O的距离为()A. B.Crsin 7.5Drsin 15C光线进入玻璃砖后的光路图如图所示在OB面上，折射角r45，根据折射定律得n，则入射角i30.根据几何关系得2ri15，所以7.5.根据直角三角形的知识得OPrsin 7.5.故选C.7如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气当出射角i和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为.已知棱镜顶角为，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为()A. B.C. D.A当出射角i和入射角i相等时，由几何知识
5、，作角A的角平分线，角平分线过入射光线的延长线和出射光线的反向延长线的交点、两法线的交点，如图所示可知12，43，而i14，所以n.故选A.考点三测量玻璃的折射率8在用两面平行的玻璃砖测量玻璃的折射率的实验中，其光路图如图所示对此实验中的一些具体问题，下列各种说法中正确的是()A为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些B为了减小测量误差，P1和P2的连线与玻璃砖界面的夹角越大越好C若P1、P2距离太大，通过玻璃砖会看不到它们的像D插上大头针P3时，要使P3能挡住玻璃砖上面的大头针P1、P2的头部A为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些，故A正确；为了减小测量误差，入射角应适当大一
6、些，则P1、P2的连线与玻璃砖界面的夹角要适当小一些，故B错误；由于光在同一种介质中沿直线传播，故通过玻璃砖不可能看不到P1、P2的像，故C错误；实验中应竖直地插上大头针P3、P4，使P3能挡住P1、P2的像，P4能挡住P3本身和P1、P2的像，而不是看玻璃砖上面大头针的头部，故D错误9某同学利用“插针法”测量玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示(1)此玻璃砖的折射率计算式为n_(用图中的1、2表示)；(2)P1、P2及P3、P4之间的距离适当_(选填“大”或“小”)些，可以提高准确度解析(1)根据折射定律，折射率n.(2)P1、P2及P3、P4之
7、间的距离适当大些，作出的直线误差会减小答案(1)(2)大(建议用时：15分钟)10.如图所示，把由同种材料(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，从正上方(对B来说是最高点)竖直向下分别观察A、B中心处报纸上的字，下面的说法正确的是()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中的字比没有玻璃半球时的字高A半球体中心处的字折射出的光线射出半球面时沿直线射出，观察者认为字在半球体中心，而A中字的高度由视深公式可知hAd.故选A.11如图所示，一个透明玻璃球的折射率为，一束足够强的细光束在过球心的平面内，以45入射角由真空射入玻
8、璃球后，在玻璃球与真空的交界面处发生多次反射和折射，从各个方向观察玻璃球，能看到从玻璃球内射出的光线的条数是()A2B3C4D5B如图所示，在第一个入射点A，入射角i45，根据n，n，解得r30，在A点有一条反射光线，反射光线与法线的夹角为45；A点的折射光线射到玻璃球与真空的交界面B处发生反射和折射，入射角为30，反射角为30，折射角为45，在B点有一条从玻璃球内射出的折射光线；B点的反射光线射到玻璃球与真空的交界面C处发生反射和折射，入射角为30，反射角为30，折射角为45，在C处有一条从玻璃球内射出的折射光线；C点的反射光线射到玻璃球与真空的交界面恰好射到A处发生反射和折射，入射角为30
9、，反射角为30，折射角为45，折射角恰好与第一次的反射光线重合，所以，从各个方向观察玻璃球，能看到3条从玻璃球内射出的光线12.两束细平行光a和b相距d，从空气中相互平行地斜射到长方体玻璃砖的上表面，如图所示，若玻璃对a的折射率大于对b的折射率，当它们从玻璃砖的下表面射出后，两束光_(选填“仍平行”或“不平行”)，间距_d(选填“”“”或“”)解析如图所示，光线经两表面平行的玻璃砖后方向不变，出射光线是平行的，根据折射定律得na，nb，由题意知，nanb，则rarb，故dd.答案仍平行13如图所示，巡查员站立于一空的贮液池边，检查池角处出液口的安全情况已知池宽为L，照明灯到池底的距离为H.若保持照明光束方向不变，向贮液池中注入某种液体，当液面高为时，池底的光斑距离出液口.(1)试求当液面高为H时，池底的光斑到出液口的距离x；(2)控制出液口缓慢地排出液体，使液面以vA的速度匀速下降，试求池底的光斑移动的速率vx.解析(1)解法一：如图所示由几何关系知，由折射定律得n，代入h、lx，得n，再联立以上各式得xh，当hH时，解得x.解法二：如图所示由几何关系知，液面高度变化，折射角不变，由h、x得，xh，当hH时，解得x.(2)vxvA.答案(1)(2)vA
