1、光的折射(25分钟60分)一、选择题(本题共6小题，每题6分，共36分)1在折射现象中，下列说法正确的是()A折射角一定小于入射角B折射率跟折射角的正弦值成反比C折射角增大为原来的2倍，入射角也增大为原来的2倍D折射率大的介质，光在其中传播速度小【解析】选D。折射角可能小于入射角，也可能大于入射角，例如光从水中射入空气时，折射角就大于入射角，故选项A错误；某种介质的折射率对特定的光是一定的，不随折射角的正弦值的变化而变化，故选项B错误；入射角的正弦与折射角的正弦成正比，而不是入射角与折射角成正比，故选项C错误；由n知选项D正确。2(2021扬州高二检测)关于光的折射及折射率的说法，下列正确的是
2、()A光由一种介质进入另一种介质时，光的传播方向一定发生改变B放入盛水的碗中的筷子，看起来像折了一样，是光的折射C光由水射入空气中，折射角小于入射角D光在折射率大的介质中传播速度大【解析】选B。若光从一种介质垂直进入另一种介质，则不发生偏折，故A错误；放入盛水的碗中的筷子，看起来像折了一样，是光的折射，故B正确；光由水射入空气中，折射角大于入射角，故C错误；根据光在介质中的传播速度v，可知光在折射率大的介质中传播速度小，故D错误。3(2021泰州高二检测)在一薄壁圆柱体玻璃烧杯中，装有某种透明液体，液体中插入一根细铁丝，当人沿水平方向(垂直于纸面)观看时，会看到铁丝在液面处出现“折断”现象，此
3、时，与实际情况相符合的是()【解析】选B。以B图为例，作出铁丝上S点发出的两条光线，经过液面折射的光路，如图，将两条折射光线反向延长，交于S，S就是人观看到的铁丝上S点的虚像，依此类推，B图是人向左看到的水中“铁丝”，B正确。4如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，分成a、b两束单色光，则下列说法正确的是()Aa光的波长小于b光的波长Ba光的频率大于b光的频率C在该玻璃砖中，a光的传播速度比b光大D在真空中，a光的传播速度比b光大【解析】选C。由折射光路可知，a光的折射程度较小，折射率较小，则a光的频率较小，a光的波长较大，根据n知，在该玻璃砖中，a光的传播速度比b光大，选项C正确，A、B错误
4、；在真空中各种光的传播速度均相同，选项D错误。5如图所示，红色细光束a射到折射率为的透明球表面，入射角为45，在球的内壁经过一次反射后，从球面射出的光线为b，则入射光线a与出射光线b的反向延长线之间的夹角为()A30B45C60 D75【解析】选A。根据对称性作光路图如图所示，由折射定律得sin r，r30，则15，根据光的反射定律和几何关系得：15，30，故A正确。6一束单色光从空气射向某种介质的表面，光路如图所示，则该介质的折射率约为()A.1.50B1.41C0.71D0.67【解析】选B。单色光从空气射向该介质时，入射角i45，折射角r30，则该介质的折射率为n1.41，故选项B正确。
5、【加固训练】一束激光以入射角i30照射液面，其反射光在固定的水平光屏上形成光斑B，如图所示，如果反射光斑位置向左移动了2 cm，说明液面可能()A上升了 cmB上升了 cmC下降了 cm D下降了 cm【解析】选B。光斑左移2 cm，则液面上升h cm cm。正确选项为B。二、计算题(本题共2小题，共24分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要标明单位)7.(12分)如图，一玻璃水槽，水深h1.2 m，身高H1.8 m的人紧靠水槽站立。太阳光以与水平方向成37角射在水面上，测得人在水中底部的影长L1.7 m。(c3108 m/s，sin370.6，cos370.8)求：(1)水的折射率
6、；(2)光在水中的传播速度。【解析】(1)根据题意作出光路图如图所示。由直角三角形知识得：CD0.8 m，所以BD0.9 m由直角三角形知识得：BOD37由折射率公式得：n(2)又由n知v m/s108 m/s2.25108 m/s答案：(1)(2)2.25108 m/s8.(12分)(2021南京高二检测)如图为一横截面为等腰梯形的容器，容器内装满了水。当一束平行单色光斜射到水面上且与水面的夹角37时，恰好可以照射到整个底部，已知容器内水深h0.2 m，水面宽d00.5 m，水的折射率为，取sin370.6，cos370.8，光在真空中的传播速度c3108 m/s。求：(1)容器底部的宽度；
7、(2)光从水面折射后直接射到容器底部的时间(结果保留两位有效数字)。【解析】(1)根据折射定律有n，其中入射角为i903753解得折射角为r37光恰好照射到整个底部，根据几何关系可知，容器侧面与水平方向的夹角为53，则tan53解得x0.15 m容器底部宽度dd02x0.2 m；(2)根据几何关系可知，光从水面射到容器底部通过的距离等于侧面的长度l，则有t其中l且光在水里的传播速度为v联立解得t1.1109 s答案：(1)0.2 m(2)1.1109 s(15分钟40分)9(6分)有一束单色光从A穿过B再折向C，如图所示，下列说法中正确的是()A介质B的折射率最大B介质C的折射率最大C光在介质
8、B中的速度最小D光在介质C中的速度最大【解析】选B。由光路的可逆性，假设光分别由B进入A和C，根据折射率的物理意义，折射率是反映光线折射程度的物理量，进入C的折射程度大于A的折射程度，可知C的折射率比A的大，即nCnAnB，故A错误、B正确；利用n，可以判断出，光在B中传播的速度最大，在C中传播的速度最小，故C、D错误。10.(6分)如图所示，光在真空和某介质的界面MN上发生折射，由图可知()A光是从真空射入介质的B光是由介质射入真空的C介质的折射率为D介质的折射率为【解析】选B。光从光密介质射向光疏介质时，折射角大于入射角，根据题图可知，入射角为30，折射角为60，光是从介质射入真空的，A错
9、误，B正确；折射率n，C、D错误。11(14分)(2019全国卷)如图，一艘帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面3 m。距水面4 m的湖底P点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为53(sin530.8)。已知水的折射率为。(1)求桅杆到P点的水平距离；(2)船向左行驶一段距离后停止，调整由P点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为45时，从水面射出后仍照射在桅杆顶端，求船行驶的距离。【解析】(1)设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为x1，到P点的水平距离为x2；桅杆高度为h1，P点处水深为h2；激光束在水中与竖直方向的夹角为。由几何关系有tan5
10、3tan 由折射定律有sin53n sin 设桅杆到P点的水平距离为x，则xx1x2联立式并代入题给数据得x7 m(2)设激光束在水中与竖直方向的夹角为45时，从水面出射的方向与竖直方向夹角为i，由折射定律有sin insin45设船向左行驶的距离为x，此时光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为x1，到P点的水平距离为x2，则x1x2xxtan itan45联立式并代入题给数据得x(63) m5.5 m答案：(1)7 m(2)5.5 m12.(14分)如图，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“”(图中O点)，然后用横截面为等边三角形ABC的三棱镜压在这个标记上，小标记位于AC边上。D位于AB边上，过D点作AC边的垂线交AC于F。该同学在D点正上方向下顺着直线DF的方向观察，恰好可以看到小标记的像；过O点作AB边的垂线交直线DF于E；DE2 cm，EF1 cm。求三棱镜的折射率。(不考虑光线在三棱镜中的反射)【解析】作出光路如图所示据折射定律n，由于DE2 cm，FDA30因此EH1 cm，则据几何关系可知ODBC，因此30，60，解得三棱镜的折射率n。答案：
