高考物理一轮专项基础训练：第71练《光的折射》《全反射及色散》.pdf
第20章 光
第71练 光的折射 全反射及色散
基础过关
一、单项选择题（每小题只有一个选项符合题意）
1．傍晚，太阳从西边落下，在人们观察到日落的时刻（太阳刚落在地平线上），太阳的实际位置（ ）
A．完全在地平线下方
B．完全在地平线上方
C．恰好落在地平线上
D．部分在地平线上方，部分在地平线下方
2．如图所示，只含黄光和紫光的复色光束PO，沿半径方向射入空气中的玻璃半圆柱后，被分成两光束OA和OB沿如图所示方向射出.则以下说法可能的是（ ）
A．OA为黄光的单色光，OB光紫光的单色光
B．OA为紫光的单色光，OB为黄光的单色光
C．OA为黄光的单色光，OB为复色光
D．OA为紫光的单色光，OB为复色光
3．用同种玻璃做成的立方体A和半球体B均放在同一水平面上，A的正下方中心处和B的正下方中心处各放一发光点S1、S2，分别在A、B正上方竖直向下观察S1、S2，如图所示，则下面的观察结果正确的是（ ）
A．S1的像比S2的像高
B．S1的像比S2的像低
C．S1、S2的像一样高
D．以上说法均不对
4．一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光a，b.已知a光的频率小于b光的频率.下列哪个光路图可能是正确的？（ ）
5．“井底之蛙”这个成语常被用来讽剌没有见识的人，现有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），两井底都各有一只青蛙，则（ ）
A．枯井中青蛙觉得天比较小，水井中青蛙看到井外的范围比较大
B．枯井中青蛙觉得天比较大，水井中青蛙看到井外的范围比较小
C．枯井中青蛙觉得天比较大，水井中青蛙看到井外的范围比较大
D．两只青蛙觉得井口一样大，水井中青蛙看到井外的范围比较大
6．如图所示，是两个城市间的光缆中的一条光导纤维，光缆长为L，它的玻璃芯的折射率为n1，外层材料的折射率为n2，光在空气中的传播速度为c，光由它的一端射入经全反射后从另一端射出（已知sinθ=n2/n1，其中θ为全反射的临界角）则为（ ）
A．n1＞n2
B．n1＜n2
C．光从它的一端射入到从另一端射出所需要的时间等于L/c
D．光从它的一端射入到从另一端射出所需要的时间等于n1L/n2c
7．在完全透明的水下某深处，放一点光源，在水面上可见到一个圆形透光平面.若透光圆面的半径匀速增大，则光源正在（ ）
A．加速上升B．加速下沉
C．匀速上升D．匀速下沉
8．把一面镜子斜着插入水盆中，放在阳光下，在天花板上就可以看到彩色光带，对这个现象，下列说法中正确的是（ ）
A．这是光的全反射现象
B．这是光的色散现象，起到棱镜作用的是水
C．a是红光，d是紫光
D．在真空中a光束的传播速度大，d光束的传播速度小
二、多项选择题（每小题有多个选项符合题意）
9．已知媒质对某单色光的临界角为θ，则（ ）
A．该媒质对此单色光的折射率等于
B．此单色光在该媒质中的传播速度等于csinθ（c是真空中的光速）
C．此单色光在该媒质中的波长是在真空中波长的sinθ倍
D．此单色光在该媒质中的频率是在真空中频率的倍
10．一块半圆柱形玻璃砖放在空气中，如图所示，一束白光从空气中沿着图示方向射向玻璃砖，经玻璃砖折射后在光屏P上形成由红到紫的彩色光带，当α逐渐减小时，彩色光带变化情况是（ ）
A．红光最先消失
B．紫光最先消失
C．红光和紫光同时消失
D．从左到右的色光排列为红→紫
11．如图所示，一束光从空气射向折射率n=（临界角C=45°）的某种玻璃的表面，i代表入射角（ ）
A．当i＞45°时会发生全反射现象
B．无论入射角i是多大，折射角都不会超过45°
C．欲使折射角γ=30°，应以i=45°的角度入射
D．当入射角i=arctan时，反射光跟折射光线恰好相互垂直
12．在没有月光的夜间，一个池面较大的水池底部中央有一盏灯（可看作点光源），小鱼在水中游动，小鸟在水面上方飞翔，设水中无杂质，且水面平静，下面的说法中正确的是（ ）
A．小鱼向上方水面看去，看到的亮点的位置与鱼的位置无关
B．小鱼向上方水面看去，看到的亮点的位置与鱼的位置有关
C．小鱼向下方水面看去，看到的亮点的位置与鸟的位置无关
D．小鸟向下方水面看去，看到的亮点的位置与鸟的位置有关
三、计算或论述题
13．一小孩站在宽6m的河边，在他的正对岸边上有高3m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，且两者的像重合. 若小孩的眼离河面高1.5m，如图所示，河水折射率为4/3，则河的深度约多少？
14．如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，已知∠A=60°，∠C=90°，一束极细的光于AC的中点D垂直AC面入射，AD=a，棱镜的折射率n=，求：
（1）光从棱镜第一次射入空气时的折射角；
（2）光从进入棱镜到它第一次射入空气所经历的时间（设光在真空中传播速度为c）.
能力提升
1．圆柱体横截面（O为圆心）折射率为.今有一束平行光以45°的入射角射向柱体的OA平面，这些光线中有一部分不能从柱体的AB面上射出，设凡射到OB面的光线全部被吸收，也不考虑OA面的反射，求圆柱AB面上能射出光线的部分占AB表面的几分之几？
第20章 光
第71练 光的折射 全反射及色散
1．A 解析 由于太阳光从真空进入地球大气层时要发生折射，使我们看到的太阳位置比实际位置要高，因此当人们观察到太阳还在地平线上时，太阳的实际位置已在地平线以下，故正确选项为A.
2．C 解析 因为射到界面上的光线被分成两束，其中光线OB一定是反射光线，而两种色光不论是否发生全反射，都一定有反射光线.据反射定律，两种色光的入射角相同，反射角一定相同，所以光线OB一定是黄光和紫光组成的复色光.虽然两种色光的入射角相同，但它们的折射率不同，所以折射角不同，若都没有发生全反射，则应该有两条折射光线，但折射光线只有一条，说明一种色光已经发生了全反射.紫光的折射率大，临界角小，是紫光发生了全反射，所以光线OA一定是黄光.C正确.
3．A 解析 本题考查折射成像.光路图如下图所示.图甲中的字P发出的光线PD垂直界面射出，方向不变；光线PC射出时，偏离了原来的方向，两条折射光线反向延长线的交点，就是人眼看到的字的位置，所以A中看到的字比实际位置高.B中的字P发出的光线都沿半径方向，即沿法线方向射出，传播方向不变，故在B中看到的字位置不变.A对.
4．B 解析 （因为a光在玻璃中的传播速度比b光大，由知，a光的折射率比b光小，故a光比b光的折射角大；光线通过平等地玻璃砖时，只发生侧移，但传播方向不变，即a,b两束单色光都与入射的复色光平行，故B正确.
5．C 6.A 7.D 8．B 9.ABC 10.BD 11.BCD 12.AD
13．
14．（1）参见下图，，取全反射临界角为C.，C=45°，发生全反射.，存在折射现象，由折射定律.
（2）镜中光速度
15．从O点射入的光线，折射角为r，根据折射定律有： ①，
解得②，
从某位置P点入射的光线，折射到AB弧面上Q点时，入射角恰等于临界角C，有 ③，
代入数据得C=45° ④，
△PQO中，
所以能射出的光线区域对应的圆心角
⑥，
能射出光线的部分占AB面的比例为 ⑦。
光学专题(折射、反射、全反射、干涉、衍射、偏振等的综合应用)(解析版)25年高考物理一轮复习(新高考
光学专题（折射、反射、全反射、干涉、衍射、偏振等的综合应用）60分钟光学专题（折射、反射、全反射、干涉、衍射、偏振等的c cA．23,23【答案】A由于DE 为半径的一半，故a 光束的折射角sin sin a cv a b =解得：22a c v =同理，对于b 束，由几何知识可知，其入射角、折射角的大小分别为sin i c根据几何关系有：31tan 303DE AD R +=°=则有：()22313AE DE R==+31R +A ．33L 【答案】C【详解】由几何关系可知，光在得：30r =°A ．212x x D D B ．21x x D D 【答案】C【详解】根据薄膜干涉原理，干涉条纹平行等宽，当光垂直标准工件方向射向玻璃板时，得到干涉条纹，．肥皂膜上的条纹．劈尖上的条纹．泊松亮斑．牛顿环【答案】C【详解】选项ABD都是光在薄膜的两个表面的两个反射光干涉形成的；选项形成的“泊松亮斑”。
A．图甲为同一装置产生的双缝干涉图像，b光的频率大于a光B．图乙中立体电影原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样C．图丙中“水流导光”反映了光的衍射现象D．若只旋转图丁中M或N一个偏振片，光屏P上的光斑亮度不发生变化A ．距离b 需满足的条件为33b a <光线在BC 上的入射点为M ，对称，可得：Q C l¢=由几何关系得：tan l a b a =--A ．“虹”对应光路图中1级光，色序表现为“内红外紫”B ．“霓”的产生和“虹”类似，但日光在水滴中反射两次，则对应光路图中表现为“内红外紫”，故B 正确；CD ．对同一束入射日光，产生光传播的路程为：4cos s R =A．水对a光的折射率比对b光的折射率要小B．在水中，b光的传播速度大于a光的传播速度C．A灯照亮水面的面积大于B灯照亮的面积D．将a和b光通过相同的双缝干涉装置、A．若将光屏向右移动，光屏上条纹间距减小B．若将平面镜向下移动一个微小距离，光屏上条纹间距减小A．若干涉圆环向边缘移动，则表示下面的透镜是凹透镜B．若干涉圆环向边缘移动，则表示下面的透镜是凸透镜C．若干涉圆环向中心收缩，则表示下面的透镜是凹透镜A．P点有凹陷B．P点有凸起C．换用绿光照射，条纹间距变大D．抽去一张纸片，条纹间距变大A．图甲中3D眼镜利用光的偏振原理B．图乙利用单色光检查平面的平整度是利用光的衍射C．图丙救护车发出的声波产生多普勒效应，而电磁波不会产生多普勒效应D．图丁直接把墙壁多个条纹的距离当成相邻明条纹距离，计算光的波长结果会偏大【答案】AD【答案】（1）o 30；（2）【详解】设入射角为i ，由题意知，解得：o 30a q =，o 45b q =如图所示由几何关系得：90POB Ð=、b 两束光从棱镜中射出后二者的夹角（2）a 、b 两束光在棱镜中传播的速度分别为：由几何关系可知，a 、b 两束光在棱镜中传播的距离为2cos a a R q =，2cos b l R =(1)该棱镜的折射率n ；(2)该单色光在棱镜中传播的时间t （不考虑光在【答案】(1)3n =(2)52Lt c=根据几何关系可知，入射角做AC 界面法线交于BC 于D 点，光线在AB 界面交于PDC Ð可知PDQ V 为等边三角形，所以：30a =°因为最终出射光线与AC 平行，所以：60b =°根据几何关系可得：12211sin r C r h =+全反射临界角满足：11sin C n =甲灯泡发光区域的面积：211S r p =。
课堂新坐标届高考物理一轮复习配套光的折射全反射光的色散PPT教案
3．数据处理 (1)计算法：用量角器测量入射角 θ1 和折射角 θ2，并查出 其正弦值 sin θ1 和 sin θ2.算出不同入射角时的ssiinn θθ12，并取平均 值． (2)作 sin θ1-sin θ2 图象：改变不同的入射角 θ1，测出不同 的折射角 θ2，作 sin θ1-sin θ2 图象， 由 n＝ssiinn θθ12可知图象应为直线， 如图 12－3－9 所示，其斜率就 是玻璃折射率．
联立⑥⑦⑧式得 d＝ 33R.⑨
【答案】
(1) 3
3 (2) 3 R
第13页/共29页
1.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制
第14页/共29页
2.各种色光的比较
第15页/共29页
(2012·海南海口模拟)一束光波以 45°的入射角，从 AB 面射入如图 12－3－6 所示的透明三棱镜中，棱镜折射率 n ＝ 2.试求光进入 AB 面的折射角，并在图上画出该光束在棱 镜中的光路．
第2页/共29页
【解析】 介质的折射率 n 由介质本身及光的频率决定， 与入射角、折射角无关，A、B 都错．光在不同介质中光速不 同，这正是光发生折射的原因，n 与 v 成反比，C 正确．光是 一种电磁波，v＝λf，n＝vc＝λcf，即 n 与 λ 成反比，D 错，故选 C.
【答案】 C
第3页/共29页
第12页/共29页
【解析】 (1)设光线 BM 在 M 点的入射角为 i，折射角为 r，
由几何知识可知，i＝30°，r＝60°，根据折射定律得 n＝ssiinn ri⑤ 代入数据得 n＝ 3.⑥ (2)光线 BN 恰好在 N 点发生全反射，则∠BNO 为临界角 C sin C＝1n⑦ 设球心到 BN 的距离为 d，由几何知识可知 d＝Rsin C⑧
高考物理一轮复习课时分层集训光的折射全反射光的色散新人教
课时分层集训(四十) 光的折射 全反射 光的色散(限时：40分钟)[基础对点练]光的折射、折射率1．如图14315所示，实线为空气和水的分界面，一束蓝光从空气中的A 点沿AO 1方向(O 1点在分界面上，图中O 1点和入射光线都未画出)射向水中，折射后通过水中的B 点，图中O 点为A 、B 连线与分界面的交点，下列说法正确的是( )图14315A ．O 1点在O 点的右侧B ．蓝光从空气中射入水中时，速度变小C ．若沿AO 1方向射向水中的是一束紫光，则折射光线有可能通过B 点正下方的C 点D ．若沿AO 1方向射向水中的是一束红光，则折射光线有可能通过B 点正上方的D 点E ．若蓝光沿AO 方向射向水中，则折射光线有可能通过B 点正上方的D 点BCD [由折射定律n ＝sin i sin r知，蓝光从空气射向水中，入射角比折射角大，O 1点在O 点的左侧，A 错误；由v ＝c n知，蓝光进入水中的速度变小，B 正确；若沿AO 1方向射向水中的是一束紫光，紫光折射率大，折射角小，则折射光线有可能通过B 点正下方的C 点，C 正确；若沿AO 1方向射向水中的是一束红光，红光折射率小，折射角大，则折射光线有可能通过B 点正上方的D 点，D 正确；若蓝光沿AO 方向射向水中，则折射光线有可能通过B 点正下方的C 点，不可能通过B 点正上方的D 点，E 错误．]2．如图14316所示是一玻璃球体，其半径为R ，O 为球心，AB 为水平直径．M 点是玻璃球的最高点，来自B 点的光线BD 从D 点射出，出射光线平行于AB ，已知∠ABD＝30°，光在真空中的传播速度为c ，则( )【导学号：84370533】图14316A ．此玻璃的折射率为 3B ．光线从B 到D 需用时3R cC ．若增大∠ABD，光线不可能在DM 段发生全反射现象D ．若减小∠ABD，从AD 段射出的光线均平行于ABE ．若∠ABD＝0°，则光线从A 点射出，传播方向不变，光速增大ABE [由题图可知光线在D 点的入射角为i ＝30°，折射角为r ＝ 60°，由折射率的定义得n ＝sin r sin i 知n ＝3，A 正确；光线在玻璃中的传播速度为v ＝c n ＝33c ，由题图知BD ＝3R ，所以光线从B 到D 需用时t ＝BD v ＝3R c，B 正确；若增大∠ABD，则光线射向DM 段时入射角增大，射向M 点时为45°，而临界角满足sin C ＝1n ＝33<22，即光线可以在DM 段发生全反射现象，C 错误；要使出射光线平行于AB ，则入射角必为30°，D 错误；入射角为0°时，折射角为0°，光沿直线传播，从A 点射出时传播速度增大，E 正确．]3．(2020·全国Ⅰ卷)如图14317所示，一玻璃工件的上半部是半径为R 的半球体，O 点为球心；下半部是半径为R 、高为2R 的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜．有一平行于中心轴OC 的光线从半球面射入，该光线与OC 之间的距离为0.6R.已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射)．求该玻璃的折射率．图14317[解析] 如图，根据光路的对称性和光路可逆性，与入射光线相对于OC 轴对称的出射光线一定与入射光线平行．这样，从半球面射入的折射光线，将从圆柱体底面中心C 点反射．设光线在半球面的入射角为i ，折射角为r.由折射定律有sin i ＝nsin r①由正弦定理有sin r 2R ＝sin i －r R ② 由几何关系，入射点的法线与OC 的夹角为i.由题设条件和几何关系有sin i ＝L R ③式中L 是入射光线与OC 的距离．由②③式和题给数据得sin r ＝6205 ④由①③④式和题给数据得n＝ 2.05≈1.43. ⑤ [答案] 1.43 4．如图14318所示，截面是扇形AOB 的玻璃砖，半径为R ，圆心角∠AOB＝60°，一束单色光从AO 面的C 点射入玻璃砖，折射光线CD 与OB 面平行，且刚好从圆弧AB 的中点D 射出，已知玻璃对该光的折射率为3，光在真空中的传播速度为c.求：图14318(1)单色光从C 点传播到D 点所用的时间；(2)光线从D 点出射后，与OB 的延长线的交点到B 点的距离．[解析](1)如图所示为光路图，设光线在AO 边的入射角为i ，由几何关系可知，折射角r ＝30°，根据折射定律n ＝sin i sin r＝ 3 解得i ＝60°连接OD ，△OCD 为等腰三角形，设CD 为L ，由几何关系可知，2Lcos 30°＝R ，L ＝3R 3因此光从C 点到D 点所用时间t ＝L c n＝nL c ＝R c. (2)由几何关系可知，光线在D 点的入射角为30°，根据光路可逆可知，光线在D 点的折射角α＝60°，β＝30°△ODE 为等腰三角形，根据几何关系可知OE ＝2Rcos 30°＝3R因此E 点到B 点的距离s ＝OE －OB ＝(3－1)R.[答案](1)R c(2)(3－1)R(2020·全国Ⅰ卷)如图所示，在注满水的游泳池的池底有一点光源A ，它到池边的水平距离为3.0m ．从点光源A 射向池边的光线AB 与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为43.(1)求池内的水深；(2)一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到池面的高度为2.0 m ．当他看到正前下方的点光源A 时，他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°.求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保留1位有效数字)．[解析](1)如图，设到达池边的光线的入射角为i ，依题意，水的折射率n ＝43，光线的折射角θ＝90°.由折射定律有nsin i ＝sin θ① 由几何关系有sin i ＝ll 2＋h 2 ②式中，l ＝3.0 m ，h 是池内水的深度．联立①②式并代入题给数据得h ＝7 m≈2.6 m． ③(2)设此时救生员的眼睛到池边的水平距离为x.依题意，救生员的视线与竖直方向的夹角为θ′＝45°.由折射定律有nsin i′＝sin θ′④式中，i′是光线在水面的入射角．设池底点光源A 到水面入射点的水平距离为a.由几何关系有 sin i′＝aa 2＋h 2 ⑤x ＋l ＝a ＋h′⑥ 式中h′＝2 m ．联立③④⑤⑥式得x ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫3723－1m≈0.7 m． ⑦[答案](1)2.6 m (2)0.7 m光的全反射，光的折射的综合5．(2020·长沙模拟)如图14319所示为一玻璃砖的截面图，该截面是一直角边为20 cm 的等腰直角三角形ABC ，其中截面的AC 边与接收屏PQ 垂直，垂足为C.一束由a 和b 两种色光组成的复合色光由AB 的中点垂直AB 射向AC 中点O 处，结果在接收屏上出现了两个亮点．已知玻璃砖对a 光的折射率n 1＝233，对b 光的折射率n 2＝ 2.根据所学知识分析两亮点的颜色，并求两亮点之间的距离.【导学号：84370534】图14319[解析] 设a 和b 两种色光发生全反射的临界角分别为C 1、C 2，由折射定律可知sin C 1＝1n 1＝32sin C 2＝1n 2＝22则C 1＝60°，C 2＝45°复合色光到达AC 边时的入射角i ＝45°＝C 2＜C 1故b 光在AC 面发生全反射，而a 光在AC 面一部分折射，一部分反射作出该复合色光经玻璃砖反射和折射后的光路，如图所示由几何关系可知，反射光线与BC 面垂直，所以亮点E 为a 色，亮点F 为a 和b 两种的混合色设a 光经玻璃砖AC 面折射的折射角为r ，根据折射定律有n 1＝sin r sin i 解得sin r ＝63 则CE ＝OC tan r＝10 cm △O CF 为等腰直角三角形，则CF ＝10 2 cm所以EF ＝(10＋102)cm.[答案] 上亮点为a 色，下亮点为a 和b 两种的混合色(10＋102)cm6．图14320所示的直角三角形ABC 是玻璃砖的横截面，∠B＝90°，∠A＝30°，BC 边长等于L.一束平行于AB 边的光束从AC 边上的某点射入玻璃砖，进入玻璃砖后，在BC 边上的E 点被反射，E 点是BC 边的中点，EF 是从该处反射的光线，且EF 恰与AC 边平行．求：图14320(1)玻璃砖的折射率；(2)该光束从E 点反射后，直到第一次有光线从玻璃砖射出所需的时间(真空中的光速用符号“c”表示)．[解析](1)根据题述画出光路图如图所示．入射角i ＝60°，折射角r ＝30°根据折射定律可得n ＝sin i sin r＝ 3.(2)根据图中几何关系，OE ＝CE ＝BE ＝L 2，EF ＝0.5L sin 30°＝L 光束在玻璃砖中传播速度v ＝c n ＝c 3光在玻璃中的全反射临界角为sin C ＝1n ＝33＞12，故C ＞30° 光束从E 点反射后，再经一次全反射可射出玻璃砖，光路图如图所示则光束从E 点反射后，在玻璃砖中的总路程为s ＝L ＋L 2故所需时间为t ＝s v ＝33L 2c. [答案](1) 3 (2)33L 2c7．(2020·厦门模拟)如图14321在长为3l ，宽为l 的长方形玻璃砖ABCD 中，有一个边长为l 的正三棱柱空气泡EFG ，其中三棱柱的EF 边平行于AB 边，H 为EF 的中点，G 点在CD 边中点处．(忽略经CD 表面反射后的光)(1)一条白光a 垂直于AB 边射向FG 边的中点O 时会发生色散，在玻璃砖CD 边形成彩色光带．通过作图，回答彩色光带所在区域并定性说明哪种颜色的光最靠近G 点；(2)一束宽度为l 2的单色光，垂直AB 边入射到EH 上时，求CD 边上透射出光的宽度．(已知该单色光在玻璃砖中的折射率为n ＝3)图14321[解析](1)光路如图MN 间有彩色光带在FG 面光线由空气射向玻璃，光线向法线方向偏折，因为红光的折射率小于紫光的折射率，所以红光更靠近G 点．(2)垂直EH 入射的光，在EG 面上会发生折射和反射现象，光路如图所示在E 点的入射光，根据几何关系和折射定律，可得∠1＝60°n ＝sin∠1sin∠2联立可得∠2＝30°E 点的折射光线射到CD 面的I 点，由几何关系得∠3＝30°根据折射定律可得sin C ＝1n ＝33sin∠3＝12＜sin C 所以CD 面上I 点的入射光可以发生折射透射出CD 面．在E 点的反射光线垂直射到FG 面，则经FG 面后射到CD 面的J 点，由几何关系得∠4＝60° sin∠4＝32＞sin C 所以CD 面上J 点的入射光发生全反射，无法透射出CD 面综上分析，CD 面上有光透射出的范围在GI 间由几何关系得CD 面上有光透出的长度为l.[答案](1)见解析 (2)l光的色散8．直线P 1P 2过均匀玻璃球球心O ，细光束a 、b 平行且关于P 1P 2对称，由空气射入玻璃球的光路如图14322所示，a 、b 光相比( )图14322A ．玻璃对a 光的折射率较小B ．玻璃对a 光的临界角较小C ．b 光在玻璃中的传播速度较小D ．b 光在玻璃中的传播时间较短E ．b 光在玻璃中的传播时间较长ACE [由图可知a 、b 两入射光线的入射角i 1＝i 2，折射角r 1>r 2，由折射率n ＝sin i sin r知玻璃对b 光的折射率较大，选项A 正确；设玻璃对光的临界角为C ，sin C ＝1n，a 光的临界角较大，故选项B 错误；光在介质中的传播速度v ＝c n，则a 光的传播速度较大，b 光的传播速度较小，故选项C 正确；b 光的传播速度小，且通过的路程长，故b 光在玻璃中传播的时间长，故选项D 错误，E 正确．]9．(2020·石家庄模拟)如图14323所示，一细束单色光a 和一细束单色光b 平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点M.不考虑光的反射，则下列说法中正确的是( )图14323A ．在三棱镜中，单色光a 的传播速度小于单色光b 的传播速度B ．在真空中，单色光a 的波长小于单色光b 的波长C ．三棱镜对单色光a 的折射率小于对单色光b 的折射率D ．若改变光束的入射方向，即逆时针转动，则单色光b 从三棱镜射出的光线首先消失E ．让a 、b 两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样，单色光b 相邻两条亮条纹的间距较宽ABE [通过光路图可看出，折射后单色光a 的偏折程度大于单色光b 的偏折程度，三棱镜对单色光a 的折射率大于对单色光b 的折射率，选项C 错误．单色光a 的频率大于单色光b 的频率，单色光a 的波长小于单色光b 的波长，选项B 正确．由n ＝c v知，在三棱镜中，单色光a 的传播速度小于单色光b 的传播速度，选项A 正确．入射角增大时，折射率大的光线首先发生全反射，单色光a 的折射光线首先消失，选项D 错误．由于单色光b 的波长大，通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样，由Δx＝L dλ知，单色光b 相邻两条亮条纹的间距较宽，选项E 正确．] 测定玻璃的折射率10．(2020·济南质检)某同学测量玻璃砖的折射率，准备了下列器材：激光笔、直尺、刻度尺、一面镀有反射膜的平行玻璃砖．如图14324所示，直尺与玻璃砖平行放置，激光笔发出的一束激光从直尺上O 点射向玻璃砖表面，在直尺上观察到A 、B 两个光点，读出OA 间的距离为20.00 cm ，AB 间的距离为6.00 cm ，测得图中直尺到玻璃砖上表面距离d 1＝10.00 cm ，玻璃砖厚度d 2＝4.00cm.玻璃的折射率n ＝________，光在玻璃中传播速度v ＝________m/s(光在真空中传播速度c ＝3.0×108m/s ，结果保留两位有效数字).【导学号：84370535】图14324[解析] 作出光路图如图所示，根据几何知识可得入射角i ＝45°，由于AB 之间的距离等于CE之间的距离，所以折射角r ＝37°，故折射率n ＝sin i sin r ≈1.2，故v ＝c n＝2.5×108 m/s. [答案] 1.2 2.5×10811．用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P 1、P 2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P 1的像被P 2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P 3和P 4，使P 3挡住P 1和P 2的像，P 4挡住P 3以及P 1和P 2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图14325甲所示，其中O 为两圆弧圆心，图中已画出经过P 1、P 2点的入射光线．甲 乙图14325(1)在图上补画出所需的光路．(2)为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角和折射角，请在图中的AB 分界面上画出这两个角．(3)用所测物理量计算折射率的公式为n ＝________.(4)为了保证在弧面CD 得到出射光线，实验过程中，光线在弧面AB 的入射角应适当________(选填“小一些”“无所谓”或“大一些”)．(5)多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图象，由图象可知该玻璃的折射率n ＝________.[解析](1)连接P 3、P 4与CD 交于一点，此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置，由于P 1、P 2的连线与AB 的交点即为光线进入玻璃砖的位置，连接两交点即可作出玻璃砖中的光路．(2)连接O 点与光线在AB 上的入射点即为法线，入射光线与法线的夹角为入射角，折射光线与法线的夹角为折射角．(3)由折射定律可得n ＝sin i sin r. (4)为了保证能在弧面CD 上有出射光线，实验过程中，光线在弧面AB 上的入射角应适当小一些，才不会使光线在CD 面上发生全反射．(5)图象的斜率k ＝sin i sin r＝n ，由题图乙可知斜率为1.5，即该玻璃的折射率为1.5. [答案](1)(2)如图所示 (3)sin i sin r(4)小一些 (5)1.5在“测定玻璃的折射率”的实验中(1)操作步骤如下：①先在白纸上画出一条直线aa′代表两种介质的界面，过aa′上的O 点画出界面的法线NN′，并画一条线段AO 作为入射光线．②把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐．③在线段AO 上竖直地插上两枚大头针P 1、P 2，透过玻璃砖观察大头针P 1、P 2的像．调整视线方向，直到P 1的像被P 2挡住．再在观察的这一侧插两枚大头针P 3、P 4，使P 3挡住P 1、P 2的像，P 4挡住P 3和P 1、P 2的像，记下P 3、P 4的位置．④移去大头针和玻璃砖，连接P 3、P 4作为折射光线，测量出入射角θ1与折射角θ2，填入表格中． 上述操作步骤中存在严重的缺漏，应作的补充是_________________________________________________________________________________________________________________________________(2)(多选)实验中测出了多组入射角θ1与折射角θ2，并作出了sin θ1sin θ2的图象如图14326所示．则下列说法正确的是( )。
2020届高考物理人教版一轮复习光的折射全反射光的干涉衍射及偏振电磁波学案Word版
光的折射全反射光的干涉、衍射及偏振电磁波1光的折射定律折射率(1)光的折射定律: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)光的折射规律与光的反射规律的区别:光的传播规律中,入射光线和反射光线在界面的同侧,光的传播速度不变;光的折射规律中,入射光线和反射光线分别在介质分界面的两侧,光的传播速度发生改变。
【易错警示】(1)公式n=中,不论是光从真空射入介质,还是从介质射入真空,θ1总是真空中的光线与法线间的夹角,θ2总是介质中的光线与法线间的夹角。
(2)折射率是由介质本身性质决定的,与入射角的大小无关。
(3) 折射率:光从一种介质射入另一种介质时,虽然入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数n,但是对不同的介质来说,这个常数n是不同的,这个常数n跟介质有关,是一个反映介质的光学性质的物理量,我们把它叫作介质的折射率。
(4)介质的折射率与光速的关系:某种介质的折射率,等于光在真空中的速度跟光在这种介质中的速度之比。
【温馨提示】(1)折射率与介质的密度没有关系,光密介质不是指密度大的介质。
(2)同一种介质中,频率越大的色光折射率越大,传播速度越小。
山东济南五中模拟)(多选)光从某种介质射入空气中,入射角i从零开始逐渐增大时,折射角r也随之增大,下列说法正确的是()。
A.比值不变B.比值不变C.比值是一个大于1的常数D.比值是一个小于1的常数E.入射角i增大到一定的值时,折射光线会消失【答案】BDE2全反射光导纤维(1)全反射现象:光传播到两种介质的表面时,通常要同时发生反射和折射现象,若满足了某种条件,光线不再发生折射现象,而要全部返回原介质中传播的现象叫全反射现象。
(2)发生全反射的条件:①光从光密介质入射到光疏介质。
对于两种介质来说,光在其中传播速度较小的介质,即绝对折射率较大的介质,叫光密介质;而光在其中传播速度较大的介质,即绝对折射率较小的介质叫光疏介质。
高考物理一轮复习精选题辑课练光的折射全反射光的波动性电磁波
课练37 光的折射 全反射 光的波动性 电磁波1．一束红色的细光束由真空沿着径向射入一块半圆柱形透明体，如图甲所示，对其射出后的折射光线的强度进行记录，发现折射光线的强度随着θ角的变化而变化，如图乙所示．下列说法正确的是( )A ．透明体对红光的折射率为233B ．红光在透明体中的速度大小与在真空中的相同C ．红光的折射光线的频率会随着折射光线强度的增大而增大D ．红光在透明体内发生全反射的临界角为30° 答案：A解析：由题图可知临界角为60°，则n ＝1sinC ＝233，故选项A 正确、D 错误；由v ＝cn可知光在介质中速度小于真空中速度，故选项B 错误；折射、反射过程光的频率不会发生变化，故选项C 错误．2．(多选)如图所示，真空中有一个半径为R 、质量分布均匀的玻璃球，频率为f 的激光束在真空中沿直线BC 传播，于C 点经折射进入玻璃球，并在玻璃球表面的D 点又经折射进入真空中．已知∠COD＝120°，玻璃球对该激光束的折射率为3，则下列说法中正确的是(设c 为真空中的光速)( )A ．激光束的入射角α＝60°B ．改变入射角α的大小，激光束可能在玻璃球的内表面发生全反射C ．激光束在射入玻璃球后，光的频率变小D ．此激光束在玻璃中的波长为λ＝3c3fE ．从C 点射入玻璃球的激光束，在玻璃球中不经反射传播的最长时间为23Rc答案：ADE解析：由几何知识得到激光束在C 点的折射角r ＝30°，由n ＝sinαsinr 得，sinα＝nsinr ＝32，得α＝60°，故A 正确．激光束从C 点进入玻璃球时，无论怎样改变入射角α，在D 点的入射角等于C 点的折射角，根据光路可逆性原理得知，光束不可能在D 点发生全反射，一定能从D 点折射出玻璃球，故B 错误．光的频率由光源决定，则激光束穿越玻璃球时频率不变，选项C 错误．激光束在玻璃球中传播的速度为v ＝c n ＝c 3，则v ＝λf 得λ＝3c 3f ，选项D 正确．当光束沿玻璃球直径方向射入，路程最长，传播时间最长为t ＝2R v ，可得t ＝23R c ，选项E 正确．3.如图所示，两束细平行单色光a 、b 射向置于空气中横截面为矩形的玻璃砖的下表面，设玻璃砖足够长，若发现玻璃砖的上表面只有一束光线射出，则下列说法中正确的是( )A ．其中有一束单色光在玻璃砖的上表面发生了全反射B ．在玻璃中单色光a 的传播速率小于单色光b 的传播速率C ．单色光a 的折射率小于单色光b 的折射率D ．若单色光a 为黄光，则单色光b 可能为红光 答案：C 解析：a 、b 光射入玻璃砖的光路如图，由光路的可逆性可知，两束光不会发生全反射，A 错误．a 光折射率小于b 光，由n ＝c/v 得，a 光在玻璃中传播速率大，B 错误、C 正确．光的频率越大，折射率越大，a 光折射率小，则频率小，D 错误．4．图甲为某同学利用半圆形玻璃砖测定玻璃折射率n 的装置示意图．他让光从空气射向玻璃砖，在正确操作后，他利用测出的数据作出了图乙所示的折射角正弦(sinr)与入射角正弦(sini)的关系图象．则下列说法正确的是( )A ．该玻璃的折射率n ＝23B ．该玻璃的折射率n ＝1.5C ．在由空气进入该玻璃中传播时，光波频率变为原来的23D ．在由空气进入该玻璃中传播时，光波波长变为原来的1.5倍 答案：B解析：由折射定律n ＝sini/sinr 可知，折射角正弦(sinr)与入射角正弦(sini)的关系图象的斜率的倒数表示折射率，所以n ＝3/2＝1.5，选项A 错误，选项B 正确．在由空气进入该玻璃中传播时，光波的频率不变，光波的波长变为原来的2/3，选项C 、D 错误．5．市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处，这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀了一层薄膜(例如氟化镁)，这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线．以λ表示此红外线在薄膜中的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为( )A.18λB.14λC.12λ D．λ 答案：B解析：为减少热效应显著的红外线，要求红外线在薄膜的前后表面反射后叠加作用减弱，即光程差为半波长的奇数倍，故膜的最小厚度为红外线在该膜中波长的14，选B.6.(多选)如图所示，一光束包含两种不同频率的单色光，从空气射向两面平行玻璃砖的上表面，玻璃砖下表面有反射层，光束经两次折射和一次反射后，从玻璃砖上表面分为a 、b 两束单色光射出．下列说法正确的是( )A ．a 光的频率小于b 光的频率B ．用同一装置进行双缝干涉实验，a 光的条纹间距小于b 光的条纹间距C ．出射光束a 、b 一定相互平行D ．a 、b 两束单色光从同种玻璃射向空气时，a 光发生全反射的临界角大 答案：BC 解析：作出光路图如图所示．由图可知，a 光相对于入射光线偏折程度大，则a 光的频率大，在介质中的折射率大，传播速度小，波长短，从同种介质射入空气中的临界角小，在相同装置的双缝干涉实验中，条纹间距小，故选项A 、D 错误，B 正确；由光路可逆知出射光束a 、b 一定相互平行，选项C 正确．7．电磁波已广泛运用于很多领域，下列关于电磁波的说法符合实际的是( ) A ．电磁波不能产生衍射现象B ．常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机C ．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度D ．光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同 答案：C解析：任何波都能产生衍射现象，故选项A 错误；常用的遥控器是通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机的，故选项B 错误；根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度，故选项C 正确；由相对论知光在真空中的传播速度在不同的惯性参考系中数值不变，故选项D 错误．8．(多选)电子钟是利用LC 振荡电路来工作计时的，现发现电子钟每天要慢30 s ，则造成这一现象的原因可能是( )A ．电池用久了B ．振荡电路中电容器的电容大了C ．振荡电路中线圈的电感大了D ．振荡电路中电容器的电容小了 答案：BC解析：LC 回路的周期T ＝2πLC ，由此公式可知电子钟的周期由电感和电容共同决定，与其他因素无关．此题选B 、C.9．一高速列车通过洞口为圆形的隧道，列车上的司机对隧道的观察结果为( ) A ．洞口为椭圆形，长度变短 B ．洞口为圆形，长度不变 C ．洞口为椭圆形，长度不变 D ．洞口为圆形，长度变短 答案：D 解析：在运动方向上由于有“尺缩效应”，故隧道长度变短；在垂直于运动方向上，没有“尺缩效应”，故洞口为圆形，故选D.10．(1)为进行“杨氏双缝干涉实验”，现准备了下列仪器：A ．白炽灯；B.双窄缝片；C.单窄缝片；D.滤光片；E.白色光屏．把以上仪器装在光具座上时，正确的排列顺序应该是：________(填写选项前的字母)(2)在双缝干涉实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改善办法是：________. A ．改用波长较长的光(如红光)入射 B ．增大双缝到屏的距离 C ．减小双缝间距 D ．增大双缝间距答案：(1)ADCBE (2)ABC解析：(2)条纹太密，需要增大条纹间距，根据条纹间距Δx＝Ldλ可知，可以减小双缝间距，加大双缝到光屏的距离，换用波长较长的光，故答案为A 、B 、C.11．(2020·成都名校联考)某同学利用图甲中装置做用双缝干涉测光的波长实验．实验用的光具座上所带的测量头是游标卡尺，第一次分划板中心刻度线对齐A 条纹中心时(图乙)，游标卡尺的示数如图丙所示，第二次分划板中心刻度线对齐B 条纹中心时(图丁)，游标卡尺的示数如图戊所示，图丙中游标卡尺的示数为________mm ，图戊中游标卡尺的示数为________mm.已知双缝间距为d ＝0.50 mm ，从双缝到屏的距离为l ＝1.000 m ，可求得所测光的波长为________m(保留三位有效数字)．答案：11.6 16.5 6.13×10－7解析：根据两次游标卡尺的读数可得条纹间距Δx＝x2－x14＝1.225 mm，代入公式有λ＝d·Δxl＝6.13×10－7 m.12.某种光学元件由两种不同透明物质Ⅰ和透明物质Ⅱ制成，其横截面如图所示，O为AB中点，∠BAC＝30°，半圆形透明物质Ⅰ的折射率为n1＝3，透明物质Ⅱ的折射率为n2.一束光线在纸面内沿O点方向射入元件，光线与AB面垂线的夹角为θ时，通过观察发现此时从AC面恰好无光线射出，在BC面有光线垂直射出，求：(1)该透明物质Ⅱ的折射率n2；(2)光线在透明物质Ⅱ中的传播速率v；(3)光线与AB面垂线的夹角θ的正弦值．答案：(1)233(2)2.6×108 m/s (3)13解析：(1)由题意可知，光线射向AC面恰好发生全反射，反射光线垂直于BC面射出，光路图如图．设透明物质Ⅱ的临界角为C，由几何关系可知C＝θ1＝θ2＝60°，sinC＝1n2，得n2＝233.(2)由n2＝cv，得v＝cn2＝2.6×108 m/s.(3)由几何关系得β＝30°，由相对折射率定义得，光由透明物质Ⅰ射入透明物质Ⅱ时，相对折射率n21＝n2n1＝sinθsinβ，解得sinθ＝13.刷题加餐练刷高考真题——找规律1．(2020·新课标全国卷Ⅱ，34(1))(多选)在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样．若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是( ) A．改用红色激光B ．改用蓝色激光C ．减小双缝间距D ．将屏幕向远离双缝的位置移动E ．将光源向远离双缝的位置移动 答案：ACD解析：在双缝干涉实验中相邻亮条纹的间距Δx＝ldλ，因此要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距可减小双缝间的距离，增大屏幕与双缝的距离，换用波长更长或频率更小的光做光源．故选A 、C 、D.2．(2020·天津卷)明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象．如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a 、b ，下列说法正确的是( )A ．若增大入射角i ，则b 光先消失B ．在该三棱镜中a 光波长小于b 光C ．a 光能发生偏振现象，b 光不能发生D ．若a 、b 光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a 光的遏止电压低 答案：D解析：A 错：增大入射角i ，a 、b 光都不会消失．B 错：复色光通过三棱镜后分解成两束单色光，b 光比a 光的偏折角大，折射率大，频率高，波长短．即n b >n a ，νb >νa ，λb <λa .C 错：光波是横波，偏振现象是横波所特有的现象，a 、b 光都能发生偏振现象．D 对：根据遏止电压U c ＝h e ν－We及νb >νa 可知，b光的遏止电压高．3．(2020·北京卷，20)物理学原理在现代科技中有许多重要应用．例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航．如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝．两天线同时都发出波长为λ1和λ2的无线电波．飞机降落过程中，当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道．下列说法正确的是( )A ．天线发出的两种无线电波必须一样强B ．导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉C ．两种无线电波在空间的强弱分布稳定D ．两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合 答案：C解析：A 错：两种无线电波强度不一定相同．B 错：两列波长为λ1的无线电波干涉时，在两波源连线的中垂面上，各点都是振动加强点，在这条线上收到的信号始终最强；同理，两列波长为λ2的无线电波干涉时，在两波源连线的中垂面上，各点也都是振动加强点．在机场其他区域，不能满足在一条线上两种频率的波各自干涉后所有的点同时都是加强点的条件，故当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道，导航利用了λ1与λ1、λ2与λ2两种无线电波之间的干涉，而不是利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉．C 对：两种无线电波分别干涉后，在空间的强弱分布稳定．D 错：由于两种无线电波波长不同，各自在空间的强弱分布不完全重合．4．(2020·四川卷，5)某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n.如图甲所示，O 是圆心，MN 是法线，AO 、BO 分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径．该同学测得多组入射角i 和折射角r ，作出sin i sin r 图象如图乙所示．则( )甲乙A ．光由A 经O 到B ，n ＝1.5 B ．光由B 经O 到A ，n ＝1.5C ．光由A 经O 到B ，n ＝0.67D ．光由B 经O 到A ，n ＝0.67 答案：B解析：由sin i sin r 图象可知，同一光线sin r ＞sin i ，即r ＞i ，故r 为光线在空气中传播时光线与法线的夹角，则BO 为入射光线，OA 为折射光线，即光线由B 经O 到A ，折射率n ＝sin r sin i ＝0.90.6＝1.5，故选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．刷仿真模拟——明趋向5．(2020·北京东城区一模)如图所示，将一个半圆形玻璃砖置于空气中，当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O 时，下列情况不可能发生的是( )答案：D解析：当光由半圆形玻璃砖射入空气时，若入射角大于全反射临界角，会发生全反射，光线就不能进入空气，故A 可能发生；当光由空气斜射进入半圆形玻璃砖时，既有反射又有折射，折射角一定小于入射角，故B 是可能发生的；当光由半圆形玻璃砖射入空气时，若入射角小于全反射临界角，既有反射又有折射，故C 可能发生；当光由空气射入半圆形玻璃砖时，折射角应小于入射角，D 不可能发生．6．(2020·北京朝阳区质检)光导纤维是利用光的全反射来传输光信号的，光导纤维由内、外两种材料制成，内芯材料的折射率为n 1，外层材料的折射率为n 2，如图所示的一束光信号与界面间的夹角为α，由内芯射向外层，要想在此界面发生全反射，必须满足的条件是( )A ．n 1>n 2，α大于某一值B ．n 1<n 2，α大于某一值C ．n 1>n 2，α小于某一值D ．n 1<n 2，α小于某一值 答案：C解析：光在内芯和外层的界面上发生全反射，则内芯的折射率n 1大于外层的折射率n 2，由于入射角要大于或等于临界角，所以α应小于某一值，故C 正确．7．(2020·湖南名校联考)(多选)如图所示，光源S 从水下向真空射一束由红光和蓝光组成的复色光，在A 点该复色光分成a 、b 两束，则下列说法正确的是( )A ．b 光是蓝光B ．射出水面前a 光的传播速度较大，射出水面后a 、b 光传播速度相同C ．逐渐增大入射角，a 光最先发生全反射D ．b 光比a 光更容易发生明显的衍射现象E ．a 、b 两束光在任何情况下都不可以产生稳定的干涉现象 答案：ABE解析：根据n ＝sinθ1sinθ2，结合光路图可知，b 光折射率较大，b 光是蓝光，选项A 正确．a 光是红光，折射率较小，由n ＝cv知，射出水面前a 光的传播速度较大，射出水面后a 、b 光传播速度相同，均为光速c ，选项B 正确．由n ＝1sinC可知，b 光的全反射临界角较小，故逐渐增大入射角，b 光最先发生全反射，选项C 错误．a 光波长比b 光波长长，故a 光更容易发生明显的衍射现象，选项D 错误．产生稳定干涉现象的条件是两束光频率相同，故知a 、b 两束光在任何情况下都不可能产生稳定的干涉现象，选项E 正确．刷最新原创——抓重点8．如图所示，用折射率为233的透明材料制成的圆柱形棒，其直径为4 cm ，长为20 cm.一束光线射向圆柱棒一个底面的中心，光线进入圆柱棒后再由棒的另一底面射出，该光线经历的全反射次数最多为( )A ．5次B ．4次C ．3次D ．2次 答案：C解析：设透明材料对该光的全反射临界角为C ，sinC ＝1n ＝32，故C ＝60°，如图所示，x 1＝d2tanC ＝2 3 cm ，发生一次全反射光在介质中传播的距离s ＝dtanC ＝4 3 cm ，则光线最多发生全反射的次数N ＝L －x 1s ＋1＝20－2343＋1≈3.38，故最多发生3次全反射，C 正确． 9．(多选)下列说法中正确的是( )A ．水中的气泡看上去比较明亮是因为有一部分光发生了衍射现象B ．雷达发射的电磁波是由均匀变化的电场或磁场产生的C ．拍摄玻璃橱窗内的物品时，可在镜头前加一个偏振片来减弱橱窗玻璃表面的反射光D ．红色和蓝色的激光在不同介质中传播时波长可能相同E ．狭义相对论认为：真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的 答案：CDE解析：水中的气泡看上去比较明亮是因为光从水中射向气泡时，有一部分光发生了全反射现象，选项A 错误；均匀变化的电场或磁场只能产生恒定的磁场或电场，不能形成电磁波，雷达发射的电磁波一定是由周期性变化的电场或周期性变化的磁场产生的，选项B 错误；拍摄玻璃橱窗内的物品时，可在镜头前加一个偏振片来减弱橱窗玻璃表面的反射光，选项C 正确；红色和蓝色激光频率不同，在同一种介质中传播时波速不同，波长不同，而红色和蓝色激光在不同介质中传播时波长可能相同，选项D 正确；狭义相对论认为：真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的，选项E 正确．刷易错易误——排难点易错点1 对折射现象中光路是可逆的认识不足而出错10．(多选)如图所示，实线为空气和水的分界面，一束红光从空气中的A 点沿AO 1方向(O 1点在分界面上，图中O 1点和入射光线都未画出)射向水中，折射后通过水中的B 点．图中O 点为A 、B 连线与分界面的交点．下列说法正确的是( )A ．O 1点在O 点的右侧B ．红光从空气中射入水中时，速度变小C ．若沿AO 1方向射向水中的是一束紫光，则折射光线有可能通过B 点正下方的C 点D ．若红光从水中的B 点沿BO 1方向射向界面，则红光在界面处有可能发生全反射 答案：BC解析：根据光的折射可知，O 1点在O 点的左侧，选项A 错误．由v ＝cn可知，红光从空气中射入水中时，速度变小，选项B 正确．由于紫光的折射率较大，若沿AO 1方向射向水中的是一束紫光，则折射光线有可能通过B 点正下方的C 点，选项C 正确．若红光从水中的B 点沿BO 1方向射向界面，根据光路的可逆性可知，红光在界面处入射角小于全反射临界角，不可能发生全反射，选项D 错误．易错点2 对反射定律和折射定律理解不准确而出错11．(多选)一玻璃半圆柱置于空气中，其横截面(纸面)如图所示，O 为半圆的圆心．一束由红光和紫光组成的复色光，沿半径PO 方向射入半圆柱后被分成两束光OA 、OB ，∠PON＝α.已知折射光OB 是单色光，光线PO 可在纸面内绕O 点顺时针旋转β(β<α)，逆时针旋转β′(β<90°－α)，则下列说法正确的是( )A ．OB 是红光B ．OA 是由红光和紫光组成的复色光C ．玻璃对紫光的折射率小于1sinαD ．顺时针旋转时，光线OB 可能消失，光线OA 绕O 点逆时针旋转βE ．逆时针旋转时，光线OB 可能消失，光线OA 绕O 点顺时针旋转β′ 答案：ABE解析：光在界面发生反射和折射，入射角相同时，红光折射角小于紫光折射角，折射光OB 是红光，紫光已经发生了全反射，A 正确．反射光OA 是由红光和紫光组成的复色光，B 正确．图中角α大于或等于紫光全反射的临界角，由sinα≥1n 可得玻璃对紫光的折射率n≥1sinα，C 错误．若光线PO 在纸面内绕O 点顺时针旋转β(β<α)，入射角减小，则光线OB 不可能消失，光线OA 绕O 点逆时针旋转β，D 错误．若光线PO 在纸面内绕O 点逆时针旋转β′(β′<90°－α)，入射角增大，则光线OB 可能消失，光线OA 绕O 点顺时针旋转β′，E 正确．刷综合大题——提能力12．(2020·新课标全国卷Ⅱ，34(2))一直桶状容器的高为2l ，底面是边长为l 的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD′、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示．容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料．在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D 点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率．答案：1.55解析：设从光源发出的光直接射到D 点的光线的入射角为i 1，折射角为r 1.在剖面内作光源相对于反光壁的镜像对称点C ，连接CD ，交反光壁于E 点，由光源射向E 点的光线，反射后沿ED 射向D 点．光线在D 点的入射角为i 2，折射角为r 2，如图所示．2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．如图，一根长直导线竖直放置，通以向上的电流。
高三物理高考第一轮复习课件：光 光的折射 全反射
真空或空气
4.应用 （1）全反射棱镜 （2）光导纤维：实际用的光导纤维是非常细的 特制玻璃丝，直径只有几微米到一百微米之 间，在内芯和外套的界面上发生全反射. 特别提醒 （1）光从真空射入介质时，临界角C又可以理解 为最大折射角. （2）光从真空（或空气）射入介质时，在界面
图2
解析 （1）由题图和几何知识 ① 由折射率的定义式 ② 联立解出θ2=30°. ③ （2）对临界光线 ④ 在题图△Oab中，由正弦定理得： ⑤ 联立解出 ⑥ 答案 （1）30°（2）
图4
解析 a、b两束光射到OM、ON上的入射角是相同的,由图可知b光已发生全反射,而a光仍有折射,说明b光的全反射临界角比a光的全反射临界角小,所以b光的折射率大于a光的折射率,即nb>na,故D正确;又在介质内的传播速度 ,所以棱镜内a光的传播速度va比b光的传播速度vb大;故B正确. 答案 BD
解析 背对阳光看玻璃球比较明亮,是光在玻璃球中发生全反射;彩虹是因为阳光在水滴中折射形成的; C项中现象的成因是由于光在介质表面发生了全反射, A.C项正确.
AＣ
变式练习２ 下列现象中,属于光的全反射现象的是 ( ) A．肥皂泡上的彩色条纹 B．雨后天边出现彩虹 C．早晨东方天边出现红色朝霞 D．荷叶上的水珠在阳光下晶莹透亮
【评分标准】 本题共16分，其中①②④⑤各3分，③⑥各2分. 【名师导析】 本题是一道关于折射和全反射的综合题.本题的难点是正确分析题目给定的条件和题目所求问题的含义，理解光线aa′不能进入球壳时，射到球上的其它光线便不可能进入球壳.其次是根据题目给定的光路图，充分利用几何关系求解也是难点之 一.
图1
答案
变式练习1 由某种透明物质制成的等腰直角棱镜AOB, 图1两腰都为16 cm,且 两腰与Ox和Oy轴都重合,如图1 所示,从BO边的C点注视A棱, 发现A棱的位置在D点,在C、D两 点插上大头针,测出C点的坐标为(0,12),D点的坐标为(9,0),由此可以算出该透明物质的折射率为多大?
高考物理一轮复习课件基础课光的折射全反射
利用折射率可以判断光在不同介质中 的传播方向，进而分析各种光学现象 。
折射角与折射率关系
当光从折射率较小的介质射入折射率 较大的介质时，折射角小于入射角； 反之，折射角大于入射角。
02
全反射现象与条件
全反射现象及其实例
全反射现象
光从光密介质射向光疏介质时，当入射角增大到某一角度，使折射角达到临界 角时，折射光线完全消失，只剩下反射光线的现象。
高考物理一轮复习课件Байду номын сангаас础 课光的折射全反射
汇报人：XX 20XX-01-21
目录
• 光的折射现象与规律 • 全反射现象与条件 • 透镜成像原理及特点 • 光学仪器原理及使用 • 光的折射和全反射在生活中的应用 • 实验：探究光的折射和全反射规律
01
光的折射现象与规律
折射现象及其实例
折射现象
光从一种介质斜射入另一种介质 时，传播方向发生改变的现象。
位差。
干涉仪
利用光的干涉原理来测 量长度、折射率等物理
量的仪器。
偏振光实验仪
用于研究光的偏振现象 及其应用的实验仪器。
光电效应实验仪
用于研究光电效应现象 及其应用的实验仪器。
05
光的折射和全反射在生活中的应 用
折射现象在生活中的应用
水中的筷子
当筷子插入水中时，由于光的折 射现象，我们观察到的筷子位置
实验结论
通过实验观察和测量，可以得出光在不 同介质中传播时遵循的折射和全反射规 律。当光线从光密介质射入光疏介质时 ，折射角随入射角的增大而增大；当入 射角达到临界角时，发生全反射现象。
VS
误差分析
实验中可能存在误差来源包括光源的稳定 性、半圆形玻璃砖的平面度、量角器的精 度等。为了减小误差，可以采取以下措施 ：使用稳定的光源、确保半圆形玻璃砖与 白纸紧密贴合、使用量角器时保持其稳定 并精确读数等。
高三物理总复习巩固练习 光的折射、全反射、色散(基础)
【巩固练习】一、选择题1、某同学在实验室做测定玻璃折射率实验时，用测得的多组入射角θ1和折射角θ2作出sin θ1—sin θ2图线如图所示。
下列判断中正确的是（ ） A ．他做实验时，光是由玻璃射入空气 B ．玻璃的折射率为0.67C ．玻璃的折射率为0.33D ．玻璃全反射时的临界角的正弦值为0.672、如图所示为一直角棱镜的横截面∠bac =90°，∠abc =60°，一平行细光束从O 点沿垂直于bc 面的方向射入棱镜。
已知棱镜材料的折射率2n ，若不考虑原入射光在bc 面上的反向光，则有光线（ ）A ．从ab 面射出B ．从ac 面射出C ．从bc 面射出，且bc 面斜交D ．从bc 面射出，且与bc 面垂直3、如图所示，截面为ABC 的玻璃直角三棱镜放置在空气中，宽度均为d 的紫、红两束光垂直照射三棱镜的一个直角边AB ，在三棱镜的另一侧放置一平行于AB 边的光屏，屏的距离远近可调，在屏上出现紫、红两条光带，可能是（ ）A ．紫色光带在上，红色光带在下，紫色光带较宽B ．紫色光带在下，红色光带在上，紫色光带较宽C ．红色光带在上，紫色光带在下，红色光带较宽D ．红色光带在下，紫色光带在上，红色光带较宽4、如图，一个三棱镜的截面为等腰直角ΔABC ，∠A 为直角。
此截面所在平面内的光线沿平行于BC 边的方向射到AB 边，进入棱镜后直接射到AC 边上，并刚好能发生全反射。
该棱镜材料的折射率为（ ）A.62B. 2C. 32D. 3 5、在一次讨论中，老师问道：“假如水中相同深度处有a 、b 、c 三种不同颜色的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，b 在水下的像最深，c 照亮水面的面积比a 的大。
关于这三种光在水中的性质，同学们能做出什么判断？”有同学回答如下：① c 光的频率最大 ② a 光的传播速度最小③ b 光的折射率最大 ④ a 光的波长比b 光的短sin θ1 sin θ2 0 0.671.0根据老师的假定，以上回答正确的是（）A. ①②B. ①③C. ②④D. ③④6、频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示，下列说法正确的是（）A. 单色光1的波长小于单色光2的波长B. 在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2 的传播速度C. 单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间D. 单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角7、已知某种介质对某单色光的临界角为θ，则（）A．该介质对此单色光的折射率等于1sinθ。
高考物理一轮复习课件光的折射全反射
CHAPTER 02
全反射现象与条件
全反射现象及产生条件
全反射现象
当光从光密介质射入光疏介质时，如果入射角增大到某一角 度，使折射角达到临界角，这时折射光线完全消失，只剩下 反射光线，这种现象叫做全反射。
产生条件
光从光密介质射向光疏介质；入射角大于或等于临界角。
临界角与全反射角关系
临界角
折射角等于90°时的入射角叫做临界角，用符号C 表示。
高考物理一轮复习课 件光的折射全反射
汇报人：XX 20XX-01-18
目录
• 光的折射现象与定律 • 全反射现象与条件 • 光的折射在几何光学中应用 • 光的折射在全反射中应用 • 实验：测定玻璃折射率 • 总结与提高
CHAPTER 01
光的折射现象与定律
折射现象及条件
折射现象
光从一种介质斜射入另一种介质 时，传播方向发生改变的现象。
要点二
实验原理
当光线从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生 改变，这种现象称为光的折射。折射定律指出，入射光线 、折射光线和法线位于同一平面内，且入射角正弦与折射 角正弦之比等于两种介质的折射率之比。
实验步骤和注意事项
实验步骤
1. 准备实验器材，包括平行光源、半圆形玻璃砖、光屏、大头针、量角器等。
例题二
分析光纤传感器的工作原 理及其在温度测量中的应 用，包括传感器的结构、 信号处理等。
例题三
探讨折射法测量液体浓度 的技术原理及实验步骤， 包括折射率的测量、浓度 计算等。
CHAPTER 05
实验：测定玻璃折射率
实验目的和原理
要点一
实验目的
通过测量入射角和折射角，计算玻璃的折射率，了解光的 折射现象。
7光的折射及全反射、棱镜及色散
第2讲光的折射及全反射、棱镜及色散【光的折射及全反射】一、基本概念1．折射定律：折射光线与入射光线分居法线两侧，且三线共面，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。
2．折射率：光由真空射入介质，如图sin/sin/n i r c v==任何介质的折射率都大于1。
3．临界角：如图6所示，光从水射入空气，折射角变成90°时的入射角，叫做临界角C。
1sinvCn c==。
4．全反射：当光线从光密介质射到光疏介质的界面上时，如果入射角大于或等于临界角，就会发生折射光完全消失，只产生反射的现象，这种现象叫做全反射。
5．产生全反射的条件：光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角6．全发射的作用：①光导纤维；②解释现象：水中气泡看起来特别亮，海市蜃楼等。
例１．某水池实际深h，垂直水面往下看，其视深多少？（设水的折射率为n）例2．水、水晶、金刚石的折射率顺次是：n1=1.33，n2=1.55，n3=2.42.那么,这三种介质对真空的临界角C1、C2、C3的大小关系是（）A．C1>C2>C3B．C3>C2>C1C．C2>C3>C1D．C2>C1>C3例３．如图１所示为一立方体玻璃砖，折射率为，放在空气中一束平行光从立方体的上表面斜射进来，入射角90a<D，然后它投射到左端侧面，则（）A．无论a角多大，该光线都能从这个侧面射出B．无论a角多大，该光线都不能从这个侧面射出C．只有45a<D时，该光线才不能从这个侧面射出D．只有45a>D时，该光线才不能从这个侧面射出二、针对训练1．光纤通讯是一种现代化通讯手段，光导纤维传递光信号的物理原理是（ ） A ．光的折射； B ．光的衍射 C ．光的干涉 D ．光的全反射2．如图1所示，玻璃棱镜的截面为等腰三角形，顶角a 为30°，一束光线垂直于ab 面射入棱镜，又从ac 面射出，出射光线与入射光线之间的夹角为30°，则此棱镜材料的折射率是（ ）A ．32C ．2 C D3．一束光线从折射率为1.5的介质玻璃射向空气，在界面上的入射角为45°则图2四个光路图中，正确的是（ ）4．对水下的潜水员，下列说法正确的是（ ） A ．由于全反射，看不到水面上的全部景象； B ．能看到水面的面积多大取决于人离水面的深度 C ．能看到水面上的全部景象D ．潜水员看到岸边的树的位置比实际位置偏低5．一束光从空气射向折射率为n =的某种玻璃的表面，如图所示，i 代表入射角，则（ ） A ．当45i >D 时会发生全反射现象B ．无论入射角i 是多大，折射角r 都不会超过45°C ．欲使折射角r=30°，应以45i =D 的角度入射D ．当入射角i =6．把用相同玻璃制成的厚度为d 的正方体a 和半径为d 的半球体b 放在报纸上，且让半球体的凸面向上，从正上方分别观察a 、b 中心处报纸上的字，下面的观察记录中正确的是（ ） A ．a 中的字比b 中的字高 B ．b 中的字比a 中的字高 C ．一样高D ．a 中的字较没有玻璃时的高，b 中的字和没有玻璃时的一样高三、高考真题 1．（2004年全国理综，21）发出白光的细线光源ab 长度为o l ，竖直放置，上端a 恰好在水面以下，如下图。