1、教 学 设 计 表学科： 高三物理 学生姓名 ： 教学点： 教师姓名： 教学日期:2015-03-29 本学期第 3 次课教学内容光的折射、全反射现象 学 时2教学过程考点 1 光的折射和全反射1.（09全国卷15） 某物体左右两侧各有一竖直放置的平面镜，两平面镜相互平行，物体距离左镜 4m，右镜 8m，如图所示，物体在左镜所成的像中从右向左数的第三个像与物体的距离是（ B ）A24m B32m C40m D48m解析：本题考查平面镜成像.从右向左在左镜中的第一个像是物体的像距离物体8cm,第二个像是物体在右镜所成像的像,第 3个像是第一个像在右镜中的像在左镜中的像距离物体为 32cm.2.（
2、09全国卷21）一玻璃砖横截面如图所示，其中 ABC为直角三角形（AC 边末画出），AB 为直角边 ABC=45；ADC 为一圆弧，其圆心在 BC边的中点。此玻璃的折射率为 1.5。P 为一贴近玻璃砖放置的、与 AB垂直的光屏。若一束宽度与 AB边长度相等的平行光从 AB边垂直射入玻璃砖，则 （ BD ）A. 从 BC边折射出束宽度与 BC边长度相等的平行光B. 屏上有一亮区，其宽度小于 AB边的长度C. 屏上有一亮区，其宽度等于 AC边的长度D. 当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大解析：本题考查光的折射和全反射.宽为 AB的平行光进入到玻璃中直接射到 BC面,入
3、射角为 45o临界角 5.1arcsin,所以在 BC面上发生全反射仍然以宽度大小为 AB长度的竖直向下的平行光射到 AC圆弧面上.根据几何关系可得到在屏上的亮区宽度小于 AB的长度,B 对.D 正确。3.（09广东物理14）（1）在阳光照射下，充满雾气的瀑布上方常常会出现美丽的彩虹。彩虹是太阳光射入球形水珠经折射、内反射，再折射后形成的。光的折射发生在两种不同介质的 上，不同的单色光在同种均匀介质中 不同。答案：（1）界面，传播速度4.（09四川21）如图所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为 r，外圆半径为R，R 2r。现有一束单色光垂直于水平端面 A射入透明柱体，只经
4、过两次全反射就垂直于水平端面 B射出。设透明柱体的折射率为 n，光在透明柱体内传播的时间为 t，若真空中的光速为 c，则 （ AB ）A. n可能为 3 B. n可能为 2C. t可能为 2rcD. t可能为 4.8rc解析：只经过两次全反射可知第一次入射角为 45，反射光路图如右图所示。根据全反射可知临界角 C45，再根据 n 1siC可知 n 2；光在透明柱体中运动路程为 L4r，运动时间为tL/V4nr/c，则 t4 2r/c，CD 均错。5.（09浙江18）如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面 ABC的单色光从空气射向 E点，并偏折到 F点，已知入射方向与边 AB的夹角为 o30， E
5、、 F分别为边AB、 C的中点，则（ AC ）A该棱镜的折射率为 3B光在 F点发生全反射C光从空气进入棱镜，波长变小D从 点出射的光束与入射到 E点的光束平行解析：在 E点作出法结线可知入射角为 60o ，折射角为 30o，折射率为 3；由光路的可逆性可知，在 BC边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，B 错；由公式n介介，可知 C对；三棱镜两次折射使得光线都向底边偏折，不会与入射到 E点的光束平行，故 D错。6.（09山东37） （物理物理 3-）（2）一束单色光由左侧时的清水的薄壁圆柱比，图 2为过轴线的截面图，调整入射角 ，光线拾好在不和空气的界面上发生全反射，已知水的折射角为 34
6、， 的值。解析： （2）当光线在水面发生全放射时有 1sinC，当光线从左侧射入时，由折射定律有 sin()2C，联立这两式代入数据可得 7i3。考点：光的折射和全放射7.（09江苏物理12.B）（1）如图甲所示，强强乘电梯速度为 0.9c（ 为光速）的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为 0.5c，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为 。（填写选项前的字母）（A）0.4c （B）0.5c （C）0.9c （D）1.0c图 2（3）图丙是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片，照相机的镜头竖直向上。照片中，水利方运动馆的景象呈现在半径 1rcm的圆型
7、范围内，水面上的运动员手到脚的长度 10lcm，若已知水的折射率为 43n，请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深 h，（结果保留两位有效数字）答案：（1）D；（3）设照片圆形区域的实际半径为 R,运动员的实际长为 L折射定律 sin90几何关系 lLrRh,i2 得 rlLnh12取 m.，解得 )(.2h（ m6.21都算对）解析：（1）根据爱因斯坦相对论，在任何参考系中，光速不变。D 项正确。(3)根据题意能画出光路图，正确使用物象比解决本题的关键。设照片圆形区域的实际半径为 R,运动员的实际长为 L，光路如图：折射定律 sin90几何关系 lLrRhR物 象 比,sin2 得 rlL
8、h12取 m.，解得 )(.2h（本题为估算题，在取运动员实际长度时可以有一个范围，但要符合实际，故求得h值可以不同 6.21均可）8.（09海南物理18.（1）如图，一透明半圆柱体折射率为 2n，半径为 R、长为 L。一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入，从部分柱面有光线射出。球该部分柱面的面积 S。解析：半圆柱体的横截面如图所示， O为半径。设从 A点入射的光线在 B点处恰好满足全反射条件，由折射定律有sin1式中， 为全反射临界角。由几何关系得OB2SRL 代入题所给条件得 3SRL9.（09宁夏35.（2）一棱镜的截面为直角三角形 ABC，A=30 o，斜边 AB a。棱镜材料的折射
9、率为 n= 。在此截面所在的平面内，一条光线以 45o的入射角从 AC边的中点 M射入棱镜射出的点的位置（不考虑光线沿原来路返回的情况）。解析：设入射角为 i，折射角为 r，由折射定律得sinr由已知条件及式得 03r如果入射光线在法线的右侧，光路图如图 1所示。设出射点为 F，由几何关系可得 38AFa即出射点在 AB边上离 A点 38a的位置。如果入射光线在法线的左侧，光路图如图 2所示。设折射光线与 AB的交点为 D。由几何关系可知，在 D点的入射角06设全发射的临界角为 c，则1sinc 由和已知条件得045c 因此，光在 D点全反射。设此光线的出射点为 E，由几何关系得DEB= 09
10、a2BDAF0sin3E联立式得 18BEa即出射点在 BC边上离 B点 18a的位置。10.（08全国21）一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角 射入，穿过玻璃砖自下表射出.已知该玻璃对红光的折射率为 1.5.设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分别为 t1和 t2，则在 从 0逐渐增大至 90的过程中 （ B ）A.t1始终大于 t2 B.t1始终小于 t2C.t1先大于后小于 t2 D.t1先小于后大于 t2解析：设折射角为 ，玻璃砖的厚度为 h，由折射定律 n= ，且 n= ，在玻sinsin cv璃砖中的时间为 t= ，联立解得 t2 ，红光频率较小， 为零时，h
11、vcos n4n2- sin2O60ABCDt1 t2， 为 90时，趋近渐近线，初步判定该函数为单调函数，通过带入 为其它特殊值，仍然有 t1 t2，故 B对。11.(08全国15)一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上，经两次折射后从玻璃板另一个表面射出，出射光线相对于入射光线侧移了一段距离。在下列情况下，出射光线侧移距离最大的是 （ D ）A.红光以 30的入射角入射B.红光以 45的入射角入射C.紫光以 30的入射角入射D.紫光以 45的入射角入射解析：因为同种介质对紫光的折射率较大，故入射角相同时，紫光侧移距离较大，A、B 项错；设入射角为 i,折射角为 r,则侧移距离 ,可见对于同
12、一indx2s)co1(i种色光,入射角越大,侧移距离越大,D 项正确。12.（08四川21）如图，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为 60。己知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行。此玻璃的折射率为 ( C )A. B.1.5 C. D.223解析：如图，为光线在玻璃球内的光路图.A、C 为折射点，B 为反射点， 作OD平行于入射光线，故 ，所以 ，玻璃的折射率 60CODA30OAB.30sin613.（08重庆19）如图是一个 圆柱体棱镜的截面图，图中14E、F、G、H 将半径 OM分成 5等份，虚线 EE1、FF 1、 GG 1、HH 1平行于半径 ON,ON
13、边可吸收到达其上的所有光线.已知该棱镜的折射率 n= ,若平53行光束垂直入射并覆盖 OM,则光线 ( B )A.不能从圆孤 射出 B.只能从圆孤 射出C.能从圆孤 射出 D.能从圆孤 射出 解析：本题考查光的折射有关的知识，本题为中等难度题目。由该棱镜的折射率为 可知其临界角 C满足： ,可求出 GG1右边的入射光线没有发生全反射，35n 53n1si其左边的光线全部发生全反射。所以光线只能从圆弧 NG1射出。14.（08宁夏32）一半径为 R的 1/4球体放置在水平面上，球体由折射率为 的3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
14、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。2/3R解析：设入射光线与 1/4球体的交点为 C，连接 OC， OC即为入射点的法线。因此，图中的角 为入射角。过 C点作球体水平表面的垂线，垂足为 B。依题意， COB=。又由 OBC知 sin= 32设光线在 C点的折射角为 ，由折射定律得sin3由式得30由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角 (见图)为 30。由折射定律得sin13因此 ，解得 .si260本题考查几何光学知识，通过画光路图，根据折射定律，由几何关系列式求解。15.(08山东37）麦克斯韦在 1865年发表的电磁场的动力学理论一文中揭示了电、磁现象与
15、光的内在联系及统一性，即光是电磁波。（1）一单色光波在折射率为 1.5的介质中传播，某时刻电场横波图象如图 1所示.求该光波的频率。（2）图 2表示两面平行玻璃砖的截面图，一束平行于 CD边的单色光入射到 AC界面上，a、b 是其中的两条平行光线。光线 a在玻璃砖中的光路已给出。画出光线 b从玻璃砖中首次出射的光路图.并标出出射光线与界面法线夹角的度数。答案 见解析解析：(l）设光在介质中的传播速度为 v，波长为 .频率为 f，则f= vv= cn联立式得 f cn从波形图上读出波长 =410-7m，代人数据解得f =51014Hz （2）光路如图所示16.（08 广东物理14）（1）大海中航
16、行的轮船，受到大风大浪冲击时，为了防止倾覆，应当改变航行方向和，使风浪冲击力的频率远离轮船摇摆的 。（2）光纤通信中,光导纤维递光信号的物理原理是利用光的 现象，要发生这种现象，必须满足的条件是：光从光密介质射向 ，且入射角等于或大于 。答案 （1）速度 频率 （2）全反射 光疏介质 临界角家长签字与意见折射定律和全反射习题1、夏日的白天,在大树下乘凉时 ,经常发现在树阴中间有许多圆形亮斑 .关于其原因下列说法正确的是A.大树的缝隙是圆的, 所以地面上有许多圆斑B.是很多树叶将太阳光反射到地面形成的圆斑C.这是经很多不规则的树叶缝隙所形成的太阳的像D.这是太阳光经树叶缝隙衍射形成的2、 酷热的
17、夏天，在平坦的柏油公路上你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，还能看到远处车、人的倒影。但当你靠近“水面”时，它也随你的靠近而后退。对此现象正确解释是（ ）A同海市蜃楼具有相同的原理，是由于光的全反射造成的B“水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉C太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率大，发生全反射D太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率小，发生全反射3、对于某单色光,玻璃的折射率比水大 ,则此单色光在玻璃中传播时A.其速度比在水中大, 其波长比在水中长 B.其速度比在水中大,其波长比在水中短C.其速度比在水中小,其波长比在水中短 D.其速度比在水中小 ,其波长比在水
18、中长4、一束光线从折射率为 1.5 的玻璃内射向空气,在界面上的入射角为 45.下面四个光路图中正确的是45454545oooo空 气空 气空 气空 气玻 璃玻 璃玻 璃玻 璃A BC D5、一束平行单色光从真空射向一块半圆形的玻璃块，入射方向垂直直径平面，如图已知该玻璃的折射率为 2，下列判断中正确的是： A所有光线都能通过玻璃 块B只有距圆心两侧 R/2 范围内的光线才能通过玻璃块C 只有距圆心两侧 R/2 范围内的光线不能通过玻璃块D所有光线都不能通过玻璃块6、如图 7 所示，入射光线 1 经 45的直角三棱镜折射，反射后，沿着与入射光相反的方向射出， 如图中光线所示，现将棱镜顺时针方向
19、转过一个小角 ，如图 7 虚线所示，则 来源:学科网 ZXXKA出射光线应与光线平行 B出射光线也顺时针方向转过 角C 出射光线逆时针方向转过 角 D出射光线顺时针方向转过 2角7、如下图 4 所示，两块同样的玻璃直角三棱镜 ABC，两者的 AC 面是平行放置的，在它们之间是均匀的未知透明介质一单色细光束 O 垂直于 AB 面入射，在图示的出射光线中A1 、 2、3（彼此平行）中的任一条都有可能B7 、8、9（彼此平行）中的任一条都有可能C 4、5、6 （彼此平行）中的任一条都有可能 D只能是 4、6 中的某一条8、两束平行的细激光束,垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上, 如图所示.已知其
20、中一条光线沿直线穿过玻璃,它的入射点是 O;另一条光线的入射点为 A,穿过玻璃后两条光线交于 P 点. 已知玻璃截面的圆半径为 R,OA= ,OP= R.求玻璃材料的折射率.23OA P9、一玻璃砖横截面如图所示，其中 ABC 为直角三角形（AC 边末画出），AB 为直角边ABC=45；ADC 为一圆弧，其圆心在 BC 边的中点。此玻璃的折射率为 1.5。P 为一A A B B C C O 123456789贴近玻璃砖放置的、与 AB 垂直的光屏。若一束宽度与 AB 边长度相等的平行光从 AB边垂直射入玻璃砖，则 （ ）A. 从 BC 边折射出束宽度与 BC 边长度相等的平行光B. 屏上有一亮
21、区，其宽度小于 AB 边的长度C. 屏上有一亮区，其宽度等于 AC 边的长度D. 当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大10、如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面 ABC的单色光从空气射向 E点，并偏折到 F 点，已知入射方向与边 AB的夹角为 o30， E、 F分别为边 AB、 C的中点，则（ ）A该棱镜的折射率为 3B光在 F点发生全反射C光从空气进入棱镜，波长变小D从 点出射的光束与入射到 E点的光束平行11、假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比（ ）A将提前 B将延后C在某些地区将提前，在另一些地区将延后 D不变12、如
22、图所示，两细束平行的单色光 a、b 射向同一块玻璃砖的上表面，最终都从玻璃砖的下表面射出已知玻璃对单色光 a的折射率较小，那么下列说法中正确的有（ ）A进入玻璃砖后两束光仍然是平行的B从玻璃砖下表面射出后，两束光都保持和入射时平行C从玻璃砖下表面射出后，两束光之间的距离一定减小了D从玻璃砖下表面射出后，两束光之间的距离可能和射入前相同13、如图所示，透明介质球的半径为 R，光线 DC平行于直径 AB射到介质球的 C点，DC 与AB的距离 H=08R。（1）试证明：DC 光线进入介质球后，第一次再到达介质球的界面时，在界面上不会发生全反射（要求说明理由） ；（2）若 DC光线进入介质球后，第二次
23、再到介质球的界面时，从球内折射出的光线与入射光线 DC平行，求介质球的折射率。14、如图，一束波长为 0的红光，从空气中垂直于三棱镜的 AB 面入射，从 AC 面射出方向如图所示则玻璃对红光的折射率、红光在玻璃中的传播速度、红 光在玻璃中的波长各是多少？ABC 1530oo15、如图所示， ABC 为一直角三棱镜的截面，其顶角 =30， P 为垂直于直线 BCD的光屏，现一宽度等于 AB 的单色平行光束垂直射向 AB 面，在屏 P 上形成一条宽度等于 的光带，试作出光路图并求棱镜的折射率。32ABA B C D P q 14、一棱镜的截面为直角三角形 ABC，A=30 o，斜边 AB a。棱镜
24、材料的折射率为n= 。在此截面所在的平面内，一条光线以 45o的入射角从 AC 边的中点 M 射入棱镜射出的点的位置（不考虑光线沿原来路返回的情况）。15、图为用透明物质做成的空心球，其折射率为 n，内、外半径分别为 a、b，且ba内表面涂上能完全吸光的物质当一束平行光射向此球时被内表面吸收掉的光束在射进空心球前的横截面积16、半径为 R 的玻璃半圆柱体，横截面如图所示，圆心为 O。两条平行单色红光沿截面射向圆柱面方向与底面垂直。光线 1 的入射点 A 为圆柱面的顶点，光线 2 的入射点B， AOB60 ，已知该玻璃对红光的折射率 n 。3（1 ）求两条光线经柱面和底面折射后交点与 O 点的距离 d。（2 ）若入射的是单色蓝光，则距离 d 将比上面求得的结果大还是小？
