第十二章第3课时.docx

第3课时光的折射全反射考点一折射定律的理解与应用1折射定律图1(1)内容：如图1所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比(2)表达式：n.(3)在光的折射现象中，光路是可逆的2折射率(1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量(2)定义式：n.(3)计算公式：n，因为v光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最后从G点射出，如图所示，由反射定律和几何关系得OGOCR射到G点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C点射出练出高分一、单项选择题1(2013福建14)一束由红、紫两色光组成的复色光，从空气斜射向玻璃三棱镜下面四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜折射分离成两束单色光的是()答案B解析光通过玻璃三棱镜后向它的横截面的底边偏折，故C、D选项错误；同一介质对频率越高的光的折射率越大，所以复色光经玻璃折射后，光路应分开，故A选项错误紫光的频率比红光的大，故经玻璃三棱镜后紫光的偏折程度大于红光的，故B选项正确2(2014福建13)一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路的是()答案A解析光由空气沿半径射入玻璃砖时，传播方向不变，由玻璃砖射向空气时，在其分界面处当入射角大于或等于临界角时，会发生全反射现象，故A项正确；光由空气射入玻璃砖时，由于光线与分界面不垂直，所以除了有反射现象之外还应发生折射现象，其折射角小于入射角，故B、D项错误；光由空气沿半径射入玻璃砖时，传播方向不变，由玻璃砖射向空气时，折射角应大于入射角，故C项错误3. 如图1所示，A、B、C为等腰三棱镜，a、b两束不同频率的单色光垂直AB边射入棱镜，两束光在AB面上的入射点到OC的距离相等，两束光折射后相交于图中的点P，以下判断中正确的是()图1A在真空中，a光光速大于b光光速B在真空中，a光波长大于b光波长Ca光通过棱镜的时间大于b光通过棱镜的时间Da、b两束光从同一介质射入真空的过程中，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角答案C解析因为两束光折射后相交于题图中的点P，根据折射定律可知a光的折射率nanb，a光的频率fafb，光在真空中的传播速度相等，A错误；由得B错误；由v和t得C正确；根据sin C得D错误4如图2所示，光导纤维由“内芯”和“包层”两个同心圆柱体组成，其中心部分是内芯，内芯以外的部分为包层，光从一端进入，从另一端射出下列说法正确的是()图2A内芯的折射率大于包层的折射率B内芯的折射率小于包层的折射率C不同频率的可见光从同一根光导纤维的一端传输到另一端所用的时间相同D若紫光以如图所示角度入射时，恰能在内芯和包层分界面上发生全反射，则改用红光以同样角度入射时，也能在内芯和包层分界面上发生全反射答案A解析光导纤维是依据全反射原理工作的，内芯的折射率大于包层的折射率，选项A正确，B错误；不同频率的可见光从同一根光导纤维的一端传输到另一端所用的时间不同，选项C错误；若紫光以如题图所示角度入射，恰能在内芯和包层分界面上发生全反射，则改用红光以同样角度入射，由于红光临界角大于紫光，所以不能在内芯和包层分界面上发生全反射，选项D错误5. 如图3所示，AB、CD分别是置于空气中厚玻璃砖的上、下两个表面，且ABCD，光线经AB表面射向玻璃砖，当折射光线射到CD表面上时，下列说法中正确的是()图3不可能发生全反射只要适当增大入射角1，就可能在CD面上发生全反射只要玻璃砖的厚度足够大，就可能在CD面上发生全反射由于不知道玻璃的折射率，故无法判断A只有正确 B只有正确C正确 D只有正确答案A解析如图所示，折射光线O1O2能否在CD面上发生全反射，取决于是否满足全反射的条件，由于玻璃的折射率大于空气的折射率，故折射光线O1O2是从光密介质射向光疏介质，设折射光线O1O2在CD面上的入射角为1，则12.据折射率的定义可得n.(其中190)据临界角定义可得n.可得12C.故折射光线O1O2在CD面上不能发生全反射6如图4所示，MN是位于竖直平面内的光屏，放在水平面上的半圆柱形玻璃砖的平面部分ab与屏平行由光源S发出的一束白光从半圆沿半径射入玻璃砖，通过圆心O再射到屏上在水平面内以O点为圆心沿逆时针方向缓缓转动玻璃砖，在光屏上出现了彩色光带当玻璃砖转动角度大于某一值时，屏上彩色光带中的某种颜色光带的色光首先消失有关彩色的排列顺序和最先消失的色光是()图4A左紫右红，紫光 B左红右紫，紫光C左紫右红，红光 D左红右紫，红光答案B解析如图所示，由于紫光的折射率大，故在光屏MN上是左红右紫，并且是紫光最先发生全反射，故选项B正确7. (2014重庆11(1)打磨某剖面如图5所示的宝石时，必须将OP、OQ边与轴线的夹角切磨在12，光线一定在OP边发生全反射B若2，光线会从OQ边射出C若1，光线会从OP边射出D若1，光线会在OP边发生全反射答案D解析全反射的条件：sin C，90C，越小越容易发生全反射，选项A、C错误，选项D正确较大时，已从OP边射出，选项B错误二、双项选择题8. (2013天津8)固定的半圆形玻璃砖的横截面如图6，O点为圆心，OO为直径MN的垂线足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN.由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点，入射光线与OO夹角较小时，光屏NQ区域出现两个光斑，逐渐增大角，当时，光屏NQ区域A光的光斑消失，继续增大角，当时，光屏NQ区域B光的光斑消失，则()图6A玻璃砖对A光的折射率比对B光的大BA光在玻璃砖中传播速度比B光的大C时，光屏上只有1个光斑D时，光屏上只有1个光斑答案AD解析当入射角逐渐增大时，A光的光斑先消失，说明A光的折射角大于B光的折射角，即玻璃对A光的折射率大于对B光的折射率(nAnB)，所以fAfB，vAvB，选项A正确，B错误当A光、B光都发生全反射时，光屏上只有1个光斑，选项C错误，D正确9. 彩虹是由阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次形成，彩虹形成的示意图如图7所示，一束白光L由左侧射入水滴，a、b是白光射入水滴后经过一次反射和两次折射后的两条出射光线(a、b是单色光)，下列关于a光与b光的说法中正确的是()图7A水滴对a光的折射率大于对b光的折射率Ba光在水滴中的传播速度小于b光在水滴中的传播速度C用同一台双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a光相邻的亮条纹间距大于b光的相邻亮条纹间距Da、b光在水滴中传播的波长都比各自在真空中传播的波长要长E若a、b光在同一介质中，以相同的入射角由介质射向空气，若b光能够发生全反射，则a光也一定能够发生全反射答案ABE解析进入水滴时，由折射定律n知，a光在水滴中的折射角小，折射率大，选项A正确；由v，a光在水滴中的传播速度小，选项B正确；由sin C，a光的临界角小，容易发生全发射，选项E正确；a光在水滴中的折射率大，频率大，波长小，由x，a光的相邻亮条纹间距小于b光的相邻亮条纹间距，选项C错误；在真空和在水滴中，分别有c0f和vf，则，故a、b光在水滴中传播的波长都比各自在真空中传播的波长要短，选项D错误三、非选择题10(2013山东理综37(2) 如图8所示，ABCD是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入已知棱镜的折射率n，ABBC8 cm，OA2 cm，OAB60.图8求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向第一次的出射点距C_cm.答案见解析解析设发生全反射的临界角为C，由折射定律得sin C代入数据得C45光路如图所示，由几何关系可知光线在AB边和BC边的入射角均为60，均发生全反射设光线在CD边的入射角为，折射角为，由几何关系得30，小于临界角，光线第一次射出棱镜是在CD边，由折射定律得n代入数据得45CEtan 30 cm.11. 图9为由某种透明材料做成的三棱镜的横截面，其形状是边长为a的等边三角形，现用一束宽度为a的单色平行光束以垂直于BC面的方向入射到该三棱镜的AB及AC面上，结果所有从AB、AC面入射的光线进入后恰好全部直接到达BC面图9(1)求该材料对此平行光束的折射率； (2)这些到达BC面的光线从BC面射出后，如果照射到一块平行于BC面的屏上形成光斑，则当屏到BC面的距离d满足什么条件时，此光斑分为两块？答案(1)(2)da解析(1)从AB面入射的光线，在棱镜中是平行于AC面的，则光线进入AB面时的入射角、折射角分别为60，30由折射定律知，该材料对此平行光束的折射率n.(2)如图所示，O为BC的中点，在B点附近折射的光线从BC面射出后与直线AO的延长线交于D点，只要屏放得比D点远，光斑就会分成两块由几何关系可得ODa所以当屏到BC面的距离da时，此光斑分为两块12如图10所示，在MN的下方足够大的空间是玻璃介质，其折射率n，玻璃介质的上边界MN是屏幕，玻璃中有一个正三角形空气泡，其边长l40 cm，顶点与屏幕接触于C点，底边AB与屏幕平行，一束激光a垂直于AB边射向AC边的中点O，结果在屏幕MN上出现两个光斑图10(1)求两个光斑之间的距离；(2)若任意两束相同的激光同时垂直于AB边向上射入空气泡，求屏幕上相距最远的