第4章 第1节 课后 达标检测-【优学精讲】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册教用Word(教科版)

题组1　折射定律的理解和应用 1．(2024·江苏南通统考期中)下列各图中，O点是半圆形玻璃砖的圆心。一束光线由空气射入玻璃砖，再由玻璃砖射入空气，光路图可能正确的是(　　) 解析：选B。光由空气斜射入半圆形玻璃砖时，折射角小于入射角，光由玻璃砖垂直射出时传播方向不变，故A错误，B正确；光由空气垂直射入玻璃砖时传播方向不变，从玻璃砖射入空气时入射角小于折射角，故C、D错误。 2.(2024·江苏淮安联考)如图所示，等腰三棱镜ABC的顶角∠A＝30°，一束单色光与AB成30°角射入三棱镜，恰能垂直于AC射出，则三棱镜的折射率为(　　) A． B． C． D．2 解析：选B。恰能垂直于AC射出，则在AB界面的折射角r＝∠A＝30°，在AB界面的入射角i＝90°－30°＝60°，三棱镜的折射率n＝＝。 3.(多选)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．A中的字比没有玻璃时的高，B中的字和没有玻璃时的一样 解析：选AD。如图所示，放在B中的字反射的光线经半球体向外传播时，传播方向不变，故人看到的字的位置是字的真实位置。而放在A中的字经折射，人看到的字的位置比字的真实位置要高。 题组2　折射率的理解和计算 4．关于折射率，下列说法正确的是(　　) A．在光发生折射时，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．折射率大的介质，光在其中的传播速度小 D．折射角增大为原来的2倍，入射角也增大为原来的2倍，折射率不变 解析：选C。光从折射率大的介质斜射入折射率小的介质时，折射角大于入射角，A错误；折射率由介质本身和光的频率决定，与折射角的正弦值无关，B错误；根据v＝可知，折射率大的介质，光在其中的传播速度小，C正确；根据n＝可知，折射角增大为原来的2倍，由于介质的折射率不变，入射角不是增大为原来的2倍，D错误。 5．(2024·上海大同中学校考)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(　　) A．na＝nb B．na＜nb C．va＞vb D．va＜vb 解析：选D。根据折射定律n＝，因a、b两束单色光的入射角相同，a光的折射角小于b光的折射角，则a光的折射率大于b光的折射率，A、B错误；根据v＝可知va＜vb，C错误，D正确。 6.如图所示，等腰三角形ABC为一棱镜的横截面，顶角A为θ。一束光线从AB边入射，从AC边射出。已知入射光线与AB边的夹角和出射光线与AC边的夹角相等，入射光线与出射光线的夹角也为θ，则该棱镜的折射率为(　　) A． B． C． D．2cos 解析：选D。光在介质中传播的光路图如图所示，根据题意可知∠1＝∠4，所以∠2＝∠3，根据几何知识有∠1＝∠4＝θ，∠2＝∠3＝，根据折射定律可知，折射率为n＝＝＝2cos ，故A、B、C错误，D正确。 7．(2024·内蒙古赤峰二中校考)翠鸟的食物以鱼类为主，翠鸟入水之后是凭借触觉来抓捕猎物的，因此在入水之前，翠鸟事先看清楚鱼的位置，在时机成熟时会张开翅膀，以俯冲的姿势，快速地冲入水中将猎物捕获。若开始时翠鸟停在距离水面1.5 m高的苇秆上，看到与水面成37°的方向有一条鱼，鱼的实际位置在水面下方40 cm处。已知水对光线的折射率为，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则下列说法正确的是(　　) A．鱼看到的翠鸟比实际位置要高 B．鱼的实际深度比翠鸟观察到的要浅 C．翠鸟以与水面成37°的方向俯冲做直线运动即可捕获鱼 D．鱼与翠鸟的实际水平距离为2 m 解析：选A。因为光线从空气射向水面，由光疏介质射入光密介质，折射时，折射角小于入射角，所以鱼的实际深度比翠鸟观察到的要深，根据光路可逆可知，鱼看到的翠鸟比实际位置要高，故A正确，B错误；看到与水面成37°的方向有一条鱼，而鱼的实际位置比翠鸟观察到的要深，所以翠鸟以与水面成37°的方向俯冲做直线运动会到达鱼的上方，无法捕获鱼，故C错误；根据n＝，解得sin r＝0.6，则r＝37°，鱼与翠鸟的实际水平距离x＝＋0.4 m×tan 37°＝2.3 m，故D错误。 8．(2024·江苏徐州统考期中)如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃，分别从B、C点射出，下列说法正确的是(　　) A．从B点射出的光波长比较长 B．从B点射出的光频率比较大 C．两束光在半圆柱体玻璃中传播时间不相等 D．紫光在半圆柱体玻璃中传播速度较大 解析：选B。由题图可知，从B点射出的光偏折程度较大，故玻璃对从B点射出的光的折射率较大，所以从B点射出的光频率比较大，则从B点射出的光波长较短，即从B点射出的光为紫光，故A错误，B正确；连接BD、CD，如图所示，设折射角分别为θB 、θC ，则根据折射定律有nB＝＝，nC＝＝，联立解得＝，光在半圆柱体玻璃中传播时间t＝，所以两束光在半圆柱体玻璃中传播时间相等，故C错误；根据v＝，玻璃对紫光的折射率大，则紫光在半圆柱体玻璃中传播速度较小，故D错误。 9.(2024·江苏南通统考期中)如图所示，O点是半径为R的半圆形玻璃砖的圆心，P为底面上距O点R的一点，光线从P点以θ＝60°角射入玻璃砖。已知真空中的光速为c，不考虑光在玻璃内表面的反射。 (1)若玻璃砖的折射率n＝1.5，求光线射入玻璃砖时折射角的正弦值。 (2)若光线从圆形表面射出后恰与入射光平行，求光线在玻璃砖内传播的时间。 解析：(1)根据n＝， 可得sin r＝＝＝。 (2)作出光路图，如图所示 根据几何关系可知 tan ∠OBP＝tan ∠BPA＝＝ 则∠OBP＝∠BPA＝30°， 则n＝＝＝， 根据v＝可得v＝c 光在玻璃砖内的传播路程 sBP ＝2sOP＝R 则光在玻璃砖内的传播时间 t＝＝。 答案：(1)　(2) 10.(2024·河南南阳期末)如图所示，水平地面下方有一个水池，水池宽度AC＝7 m，深度H＝7 m，A点是水底最左侧的位置，B点与A相距1.75 m。P与水池右侧边缘O的距离为2 m。水池内的水面与地面齐平时，站在水平地面上P点的人手持激光笔照射水面，激光笔距离人站立的平面高度是1.5 m，调整激光笔的照射角度，发现投射到水池底部的光束仅能射到B点及其左侧。 (1)求水的折射率。 (2)若光束恰好照射到B点，在不改变激光束入射角度前提下，水面需要下降到离地面的高度是多少时，这束激光刚好照射到A点。 解析：(1)根据折射定律 n＝＝ 又h＝1.5 m ，BC＝AC－AB＝5.25 m ， OB＝ 代入数据得n＝。 (2)由(1)可知θ1＝53°，θ2＝37° 设水位下降Δh，激光刚好照射到A点，由几何关系得tan 37°＋Δh tan 53°＝AC 解得Δh＝3 m。 答案：(1)　(2)3 m 学科网（北京）股份有限公司 $