高三3-4一轮复习学案

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1、高三物理一轮复习教学案049 课题：光的折射、全反射、棱镜06 春 第周编写：唐修武班级 _姓名 _学号 _ 一、知识梳理1光的折射（1）叫光的折射现象， 在光的折射现象中光路是可逆的，请在下图中标出入射角、反射角、折射角。（2）光的折射定律的内是，这个定律也叫定律。（3）叫做这种介质的折射率，它也可以用来表示，因为光在任何介质的速度都比真空中的速度小，所以任何介质的折射率都。2光的全反射（1）称为光密介质，称为光疏介质，应当注意光密介质和光疏介质只是相对的 ,不是绝对的。（ 2）现象叫全反射现象，它发生的条件是。（3）时的入射角叫做临界角。（ 4）光纤的内芯和外套相比，的折射率大，光纤在生产

2、技术中有很多应用譬如等等。3棱镜（1）棱镜在改变光路时具有这样的特点即，棱镜可以成像，成像具有这样的特点即。（ 2）的棱镜为全反射棱镜，全反射棱镜在生产技术中有这样一些应用。（3）叫光的色散现象，色散现象说明不同色光在同一种介质中具有不同的。二、例题精讲例 1光线以入射角i 从空气射向折射率n=2的透明介质表面。（1）当入射角i=45时，求反射光线与折射光线间的夹角，（2）当入射角i 为何值时，反射光线与折射光线间的夹角=90。例 2如图所示，置于空气中的厚玻璃板，AB 、CD 分别是玻璃板的上、下表面，且两表面平行，光线经 AB 表面射向玻璃砖时，折射光线射到CD 表面时，下列说法正确的是（

3、） 1 不可能发生全反射 2 有可能发生全反射 3 只要入射角i 足够大就能发生全反射 4 不知玻璃折射率，无法判断A只有 1 正确B只有 2 3 正确空气水N M i C D B A C只有 2 3 4 正确D只有 4 正确例 3如图所示，人站在距槽边D 为 L=1.2m 处，刚好能看到槽底B 的位置，人的眼睛距地面高度H=1.6m，槽中注满某种透明液体时，人刚好能看到槽底中央的O 点，求： （1）这种液体的折射率；（2）光在该液体中的传播速度。10、 （12 分）如图所示是一个半圆柱形玻璃砖的截面图，O为圆心，MM AB ，一束单色光沿NO 方向射入，折射光线为ON，ON 与 OM 的夹角

4、为 30，ON与OM的夹角为45。已知玻璃砖的截面半径Rcm30 .，真空中光速c=3.0x108m/s，求当该单色光束沿与OM 夹角为 60的 PO 方向射入时，光在该玻璃中传播 的时间 t。10. 解：由折射定理，得：ns i nsi n45302又由sinCn1得：临界角C45所以， 当光沿 PO 方向射入时，它将在 AB 面发生全反射， 在玻璃砖中的传播路程为2R。该单色光在玻璃砖中的传播速度为vcn则光在该玻璃砖中传播的时间：sscRnvRt10 82 108 .2100 .32100.3222三、随堂练习1在图所示的三个方框中合适位置分别放置一个全反射棱镜.使 A 图中的光线偏转9

5、0，B 图中光线偏转 180， C 图中的光线则平移一段距离d，要求画出的光路图。A B C A D C B O H 2光从某介质射入空气，入射角i 从零开始增大到某一值的过程中，折射角r 也随之增大，则下列说法中正确的是（）A比值 i/r 不变B比值 sini/sinr 不变C比值 sini/sinr 是一个大于1 的常数D比值 sini/sinr 是一个小于1 的常数3在完全透明的水下某处放一点光源，在水面上可以看到一圆形的透光面的半径正在增大，则水下点光源可能正在（）A向上匀速移动B向下匀速移动C向上加速移动D向下加速移动4光线由某种介质射向与空气的分界面，当入射角大于45时折射光线消失

6、，由此可断定这种介质的折射率是（）An=2/2 Bn=2Cn=1/2 Dn=2 四、巩固提高1红光与紫光相比（）A在真空中传播时，紫光的速度比较大B在玻璃中传播时，红光的速度比较大C玻璃对红光的折射率较紫光的大D从玻璃到空气的界面上，红光的临界角较紫光的大2光在某种玻璃中的速度是3108m/s，要使光由空气，射入这种玻璃，且使折射光线与反射光线之间成90角，则入射角应是（）A30B60C45D903如图所示，a、 b 两束不同的单色光平行地从空气射入水中，发生折射，,则下述结论正确的是（）A水对光束a 的折射率较大B水中光束b 的速度较小C光束 a 的频率较大D若从水中射向空气，光束 a 的临

7、界角较b 光束的临界角大4井口大小和深度相同的两口井，一口是枯井，一口是水井（水面在井口之下），两井底部各有一只青蛙，则（）A枯井中的青蛙觉得井口大些B水井中的青蛙觉得井口大些C晴天的夜晚，枯井中的青蛙能看到更多的星星D晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星5如图所示，一束波长为0.4 m 的紫光，从空气中垂直三 棱镜的 AB 面入，从AC 面射出方向如图所示，则玻璃对紫光的折射率n= ,紫光在玻璃中传播速度v= m/s,紫光在玻璃中的波长= m。3023A B C D E H F a b 6 安全门上的观察孔的直径d=2cm,门的厚度h=3.464cm,为了扩大向外观察的范围,将孔中完全嵌

8、入折射率为3的光学玻璃如图所示,求(1)嵌入玻璃后 ,视野的最大张角；（2）若视野张角扩大到180，则嵌入玻璃的折射率是多少？7如图所示，宽度为a 的平行光束从空气斜射到两面平行的玻璃板上表面，入射角为45，光束中含有两种不同波长的单色光，玻璃对两种单色光的折射率分别为n1=2,n2=3求： （1）这两种波长的光通过玻璃的时间比？（2）要使光束从玻璃下表面出射时分成不相交叠的两束光，玻璃板厚度d 至少为多少？36.(8 分)(选修 34)如图所示， 一束光线以60的入射角射到一水平放置的平面镜上，反射后在上方与平面镜平行的光屏上留下一光点P，现在将一块上下两面平行的透明体平放在平面镜上，如图所

9、示，则进入透明体的光线经平面镜反射后再从透明体的上表面射出，打在光屏上的光点P，与原来相比向左平移了3.46 cm，已知透明体对光的折射率为3(1)作出后来的光路示意图，标出P位置(2)透明体的厚度为多大? (3)光在透明体里运动的时间多长? 36.解析：（1）光路示意图如图D5 所示（ 2 分）a 45d 图图 D5 图 10 （2）由sinsinn得030，由题意及光路图得0030tan260tan2dds得cmd5.1（3 分）（3）光在透明介质里运动的速度 ncv，光在透明介质里的路程 cos2ds，所以光在透明体里运动的时间s cdnvst10102cos2（3 分）点评：对于几何光

10、学的题目，要能准确地画出光路图，对于几何计算只要最后的结论即可。3、在竖直放置的平面镜前100cm 处的一个人，看见一物体恰好全部映入平面镜内，如果平面镜的镜高12cm，看到镜内的像在镜后50cm，物与镜面平行，则物体的高度为（D）A、6cm B、9cm C、12cm D、18cm 4、在用玻璃砖测折射率的实验中，根据插针位置画出的光路图（图4） ，正确的是（B ）5、图 5 表示一条光线由空气射到半圆形玻璃砖表面的圆心O 处，在玻璃砖的半圆形表面镀有银反射面。则图5 所示的几个光路图中，正确、完整表示光线行进过程的是（D ）20、如图 10，一根粗细均匀的半圆形玻璃棒，折射率为1.5，半径为

11、R，两端面 A、B 均为正方形，宽度为d。令一束平行光垂直于端面A入射， 要使入射光线全部从另一端面B 射出， 则 R 与 d 之比的最小值应为。2:15如图所示，两束单色光a、 b 由空气射向玻璃，经折射后形成复合光束c，则下列说法正确的是AB A. 从玻璃射向空气时，a光的临界角大于b 光的临界角B对同种玻璃，a 光的折射率比b 光的折射率小C. 在同种玻璃中，a 光的光速小于b 光的光速D在真空中， a 光的光速大于b 光的光速如图所示三棱镜的顶角是30，该三棱镜的折射率为，光在玻璃砖内的速度为。 .一个圆柱形水筒，高20cm，底面直径15cm 不装水时，眼从筒外向筒内观察能够看到的筒壁

12、深度是cm175，保持眼的位置不变，当使水筒装满水时，刚4 好能看到筒底的边缘, 求水的折射率。若某介质的折射率为n，则从空气中射入该介质的光线只有入射角为时，反射光线才和折射光恰好垂直。一种单色光在某无色透明的玻璃中的波长是0 40.,m该玻璃对这种色光的折射率为1.50，则这种光的频率为Hz，在真空中的波长是m，在该玻璃中传播速度为，对于真空中波长为050.m的单色光，该玻璃全反射的临界角应a r c si n.115（填“大于”“等于”或“小于” ）sm/103, 38 . 1.25 . arctgn .814100 .2,60. 0,100. 5小于如图所示， 潜水员在水中抬头仰望，由

13、于光线在空气和水的交界面上反射，他能看见河底的物体，如果水深H，潜水员仰望时眼睛到河底的距离为h，水的折射率为n，则潜水员能较清楚地看到的河底物体和潜水员间的最短水平距离是多大？ 122min nhHx3 图 1 画的是光线由空气进入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气中的光路图。指出哪种情况是可能发生的?(图中 O 点是半圆形玻璃砖的圆心) ( B ) 4如图 2 所示，一条单色光线从某介质射入空气时，若入射光线与界面的夹角为60，折 射光线与界面的夹角30，则该介质的折射率为( A ) A.3B. 23C. 33D.25光在两种介质的界面处发生全反射，由此可以判定( B ) A. 光由光密介质

14、射向光疏是介质. 入射角小于临界角B 由光密介质射向光疏是介质，入射角等于或大于临界角C. 光由光疏介质射向光密介质，入射角等于或大于临界角D. 光由光疏介质射向光密介质，入射角小于临界角6在电磁波谱中，红外线、可见光和紫外线三个波段的频率大小关系是( B ) A.红外线的频率最大，可见光的频率最小B.紫外线的频率最大，红外线的频率最小C.可见光的频率最大，红外线的频率最小60空气介质图 2 30图 1 O A O B C O D O D.紫外线的频率最大，可见光的频率最4如图所示，光线以入射角从空气射向折射率n=2的透明介质表面（）当入射角=45时，求反射光线与折射光线的夹角（）当入射角为何

15、值时，反射光线与折射光线间的夹角为（）当光从何种介质射向何种介质能发生全反射，求出临界角(1) 1050(2)arctan 2(3)C=4506、如图所示， ABC 为一全反射棱镜，棱镜对不同色光折射不同，且对红光的临界角为42o，M 为一与底边BC 垂直的光屏，一束白光沿平行与底边BC 的方向射向AB 面，经 AB 面折射后的光线射向BC 面，则ABC 面将有色光射出B 光屏 M 上会出现色彩光带且紫光在上C光屏 M 上会出现色彩光带且红光在上D将光屏保持与BC 垂直向右平移，屏上彩色光带宽度不变6解析：如图所示， 光线在 BC 面入射面一定大于45。 ，且大于临界角42。 ， 故发生全反射

16、，所以 A 错；白光在通过AB 面后，由于各种色光折射率不同，且紫光的折射率大，故开始紫光在下， 经过 BC 面反射， 从 AC 面出射时， 紫光在上， B 对；光在 AC 面折射光线与AB 面入射光线平行，红光和紫光平行，D 对。答案： BD 11. 如图所示，空心透明球壳折射率为n， 内外半径分别为a、 b，内表面涂有吸光物质，将射到内表面的光线完全吸收。当一束平行光线射向此球时，被吸收掉的光束截面积多大？（指这部分光进入空心球以前的横截面积）解析：光线经球壳外表面折射后，除正中间一条光线外，其余光线均会有不同程度的偏折，越到边缘的光线，偏折越厉害，现在的关健是要确定被吸收的最边缘的光线。