1、第4章光的折射与全反射第1节光的折射定律1.关于光的折射现象,下列说法中正确的是()A.光的传播方向发生改变的现象,叫光的折射B.折射定律是托勒密发现的C.人观察盛水容器的底部,发现水变浅了D.若光从真空射入水中,它的速度一定减小解析:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会改变,这种现象叫光的折射,A错;折射定律是斯涅耳发现的,B错;由折射定律知C正确;由n=cv得v=cn,水的折射率n1,故vc,故D正确。答案:CD2.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作用越大B.折射角越大,表示这种介质对光线的偏折作用越小C.折射角越小
2、,表示这种介质对光线的偏折作用越大D.折射角越小,表示这种介质对光线的偏折作用越小解析:根据折射定律n=sinisinr,在入射角相同的情况下,折射角越小的介质,其折射率越大,该介质对光的偏折作用越大;反之,折射角越大的介质,其折射率越小,该介质对光的偏折作用越小,所以正确的选项应该是B、C。答案:BC3.对于某单色光,玻璃的折射率比水的大,则此单色光在玻璃中传播时()A.其速度比在水中的大,其波长比在水中的长B.其速度比在水中的大,其波长比在水中的短C.其速度比在水中的小,其波长比在水中的短D.其速度比在水中的小,其波长比在水中的长解析:介质的折射率较大时,光在其中传播的速度较小。光的频率不
3、变,当速度变小时,其波长变短。由此可知,选项C正确。答案:C4.如图所示,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侧是红光,b侧是紫光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侧光的折射率大于对b侧光的折射率D.在三棱镜中a侧光的速率比b侧光大解析:由题图可以看出,a侧光偏折得较厉害,三棱镜对a侧光的折射率较大,所以a侧光是紫光,波长较短,b侧光是红光,波长较长,因此A错,B、C正确;又v=cn,所以三棱镜中a侧光的传播速率小于b侧光的传播速率,D错。答案:BC5.等腰三
4、棱镜的顶角是30,光线垂直于棱镜的一个腰面射入棱镜,从另一面射出时,出射光线偏离原来光线30角,则该棱镜的折射率为()A.3 B.32C.33D.32解析:依题意作图,由题意可知:i=60,r=30,由折射定律得n=sin 60sin 30=3,A正确。答案:A6.发出白光的细线光源ab,长度为l0,竖直放置,上端a恰好在水面以下,如图所示。现考虑细线光源ab发出的靠近水面法线(图中的虚线)的细光束经水面折射后所成的像,由于水对光有色散作用,若以l1表示红光成的像的长度,l2表示蓝光成的像的长度,则()A.l1l2l2l0C.l2l1l0D.l2l1l0解析:由于蓝光折射率比红光折射率大,则同
5、一点发出的光经水面折射的光,蓝光比红光偏折角大,则沿反向延长线所成虚像的长度比较小,则l2l1n玻,也可能nn玻,还可能n=n玻,故4、5、6三条光线都有可能。答案:B8.空中有一只小鸟,距水面3 m,其正下方距水面4 m深处的水中有一条鱼。已知水的折射率为43,则鸟看水中的鱼离它多少米?鱼看天上的鸟离它多少米?解析:首先作出鸟看鱼的光路图,如图所示。由于是在竖直方向上看,所以入射角很小,即图中的i和r均很小,故有tan i=sin i,tan r=sin r。由图可得:h1tan r=htan i,h=h1tanrtani=h1sinrsini=h1n=434 m=3 m。则鸟看水中的鱼离它
6、:H1=(3+3) m=6 m。同理可得鱼看鸟时:h=nh2=343 m=4 m,则H2=(4+4) m=8 m。答案:6 m8 m9.光线以60的入射角从空气射入玻璃中,折射光线与反射光线恰好垂直。(真空中的光速c=3.0108 m/s)(1)画出折射光路图。(2)求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度。(3)当入射角增大或减小时,玻璃的折射率是否变化?说明理由。解析:先画出玻璃与空气的界面。再过入射点作出界面的垂线即为法线,然后根据光的反射定律和折射定律作出入射光线、反射光线和折射光线;求出折射角r后,根据n=sinisinr求出n,当入射角变化时,sinisinr这一比值保持不变即玻璃的折射率并不改变,根据n=cv求出v。(1)由题意知入射角i=60,反射角=60,折射角r=180-60-90=30,折射光路图如图所示。(2)n=sinisinr=sin60sin30=3,根据n=cv得v=cn=3.01083 m/s=1.7108 m/s。(3)折射率不会变化,折射率由介质和入射光的频率决定,而跟入射角的大小无关。答案:见解析。