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课时作业(18) 光的折射定律
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
C [由折射定律n=可知,当θ1一定时,n越大,则θ2越小,折射角越小,说明光线偏离原来传播方向的角度就越大.]
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°,则如图所示的四个光路图中正确的是( )
C [光在两个介质的界面上通常同时发生反射和折射,所以A错误;由反射定律知反射角为45°,根据折射定律n=得i>γ,故B、D错误,C正确.]
3.光在某种玻璃中的传播速度是×108 m/s,要使光由玻璃射入空气时折射光线与反射光线成90°夹角,则入射角应是( )
A.30° B.60° C.45° D.90°
A [依题意作出光路图如图所示.折射角θ2=90°-θ1,玻璃的折射率n===.由折射定律知nsin θ1=sin θ2,又sin θ2=sin(90°-θ1)=cos θ1,即tan θ1==,得θ1=30°. ]
4.(多选)根据图中的漫画,判断下列说法中正确的是( )
A.人看到的是鱼的实像,位置变浅了些
B.人看到的是鱼的虚像,位置变浅了些
C.鱼看到的是人的实像,位置偏低了些
D.鱼看到的是人的虚像,位置偏高了些
BD [人看鱼的光路如图甲所示,因入射角i小于折射角γ,则人将看到鱼的虚像,且位置比实际情况变浅了些,B正确;鱼看到人的光路如图乙所示,因入射角i大于折射角γ,则鱼将看到人的虚像,且比实际位置要高,D正确.
]
5.一束光由空气射入某介质,当入射光线和界面的夹角为30°时,折射光线恰好与反射光线垂直,则光在该介质中的传播速度是( )
A. B. C. D.
D [光路如图所示.根据折射定律得介质的折射率n==,由n=得光在介质中的传播速度v==c.]
6.光在某种玻璃中的传播速度是×108 m/s,要使光由空气射入玻璃时折射光线与反射光线成直角,则入射角应是( )
A.30° B.60° C.45° D.90°
B [设入射角为i,则折射角γ=90°-i,根据折射定律=n及n=,得=,所以tan i=,即i=60°.故选B.]
7.一小孩站在宽6 m的河边,在他正对面的岸边有一距离河面高度为3 m的树,树的正下方河底有一块石头,小孩向河面看去,同时看到树顶和石头两者的像且重合.若小孩的眼睛离河面高为1.5 m,如图所示,河水的折射率为,试估算河水深度.
解析 光路如图所示,
得n=,
由几何关系得
1.5tan α+3tan α=6,
解得tan α=,sin α=,
P点至树所在岸边的距离为3tan α=4 m,sin β=,
由以上几式解得h≈5.3 m.
答案 5.3 m
8.现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成.夜间行车时,它能把车灯射出的光逆向返回,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,反光膜内均匀分布着一层直径为10 μm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—折射后恰好和入射光线平行,如图所示,那么第一次入射的入射角应是( )
A.15° B.30° C.45° D.60°
D [作光路图如图所示,设入射角为θ,折射角为α,则θ=2α,n==2cos α,cos α==,α=30°,所以θ=60°,故选项D正确.]
9.(多选)如图所示,一束复色光从空气中沿半圆形玻璃砖半径方向射入,从玻璃砖射出后分成a、b两束单色光.则( )
A.玻璃砖对a光的折射率为
B.玻璃砖对a光的折射率为1.5
C.b光的频率比a光的大
D.b光在玻璃中的传播速度比a光的大
AC [由a光的偏折程度比b光的小,可知a光的频率、在玻璃中的折射率均较小,则a光在玻璃中的传播速度较大,故C正确,D错误;根据折射定律得a光在玻璃中的折射率n==,故A正确,B错误.]
10.一半径为R的球体放置在水平桌面上,球体由折射率为的透明材料制成.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.已知入射光线与桌面的距离为.求出射角θ.
解析 设入射光线与球体的交点为C,连接OC,OC即为法线.因此,图中的角α为入射角.过C点作水平桌面的垂线,垂足为B.
依题意,∠COB=α.又由△OBC知sin α=,α=