1、第4章光的折射和全反射第1节光的折射课后篇巩固提升必备知识基础练1.(多选)光从某介质射入空气,入射角1从零开始增大到某一值的过程中,折射角2也随之增大,则下列说法正确的是()A.比值12不变B.比值sin1sin2不变C.比值sin1sin2是一个大于1的常数D.比值sin1sin2是一个小于1的常数解析因折射率不变,可知sin1sin2不变,A错误,B正确;又因为入射角小于折射角,所以sin1sin21,C错误,D正确。答案BD2.若某一介质的折射率较大,那么()A.光由空气射入该介质时折射角较大B.光由空气射入该介质时折射角较小C.光在该介质中的速度较大D.光在该介质中的速度较小解析由n
2、=sin1sin2可知,光由空气射入介质时的折射角是由折射率n和入射角1共同决定,因此选项A、B错误;由n=cv可知,介质的折射率越大,光在该介质中的速度越小,故选项C错误,D正确。答案D3.(多选)如图所示,光在真空和某介质的界面MN上发生偏折,那么下列说法正确的是()A.光是从真空射向介质B.介质的折射率约为1.73C.光在介质中的传播速度约为1.73108 m/sD.反射光线与折射光线成60解析因为折射角大于入射角,所以光是从介质射向真空的,选项A错误;据折射率公式n=sin60sin30,所以n1.73,选项B正确;再由折射率n=cv,代入数据得v1.73108m/s,选项C正确;反射
3、光线与折射光线成90角,选项D错误。答案BC4.光线由空气射向某介质,当入射角为i时,折射光线与反射光线正好垂直,那么这种介质的折射率和光在该介质中的速度分别为()A.n=sin i,v=csin iB.n=tan i,v=ctan iC.n=tan i,v=ctaniD.n=cos i,v=ccosi解析由于折射光线与反射光线正好垂直,所以折射角r=90-i,则n=sinisinr=sinisin(90-i)=tani,A、D项错误;又n=cv,故v=cn=ctani,B项错误,C项正确。答案C5.如图所示,一束单色光射入一玻璃球体,入射角为60,已知光线在玻璃球内经一次反射后,再次折射回到
4、空气中时与入射光线平行。此玻璃的折射率为()A.2B.1.5C.3D.2解析根据题意画出光的传播光路图如图所示。作OD使其与入射光和出射光平行,由几何知识得AOB=60+60=120,所以ACB=60,得到折射角为30,所以n=sin60sin30=3。答案C6.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(n,所以水井中的青蛙会觉得井口大些,且可看到更多的星星,故选项A正确,B、C、D错误。答案A12.一半径为R的14球体放置在水平桌面上,球体由折射率为3的透明材料制成。现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线,平行于桌面射到球体表面上,折射入球体后再从竖直表面射出,如图所示。已
5、知入射光线与桌面的距离为3R2。求出射角。解析如图所示,设入射光线与14球体的交点为C,连接OC,OC即为入射点的法线。因此,图中的角为入射角,过C点作球体水平表面的垂线,垂足为B,依题意,COB=,又由OBC知sin=32,设光线在C点的折射角为,由折射定律得sinsin=3由式得=30。由几何关系知,光线在球体的竖直表面上的入射角为30。由折射定律得sinsin=13,因此sin=32,解得=60。答案6013.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角入射的单色光,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3。(1)画出形成两
6、光斑的光路图;(2)求此玻璃砖的厚度d。解析(1)光路图如图所示。(2)光束入射角i=90-30=60设折射角为r,n=sinisinr,由几何关系有BO=EOtan30,AO=COtan30,AB=AO-BO=(CO-EO)tan30=CEtan30。且CE=2dtanr,代入数据解得d=6cm。答案(1)见解析图(2)6 cm14.如图所示,一等腰直角三棱镜放在真空中,斜边BC=d,一束单色光以60的入射角从AB侧面的中点入射,折射后从侧面AC折射出。已知三棱镜的折射率n=62,单色光在真空中的光速为c,求:(1)第一次折射时的折射角;(2)此单色光在三棱镜中的传播速度大小;(3)此单色光通过三棱镜的时间。解析(1)单色光在AB面上发生折射,光路如图所示。根据折射定律得n=sin60sin,n=62由以上两式得=45。(2)光在棱镜中的速度v=cn=2c6=6c3。(3)因=45,故光在棱镜内传播的路径DE与BC平行,且DE=12BC=12d,所以,t=DEv=6d4c。答案(1)45(2)6c3(3)6d4c
