2022年高中物理二輪總復(fù)習(xí) 光的折射、全反射和光的色散教案

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1、2022年高中物理二輪總復(fù)習(xí) 光的折射、全反射和光的色散教案 解答“光的折射、全反射和光的色散”一類試題，主要了解以下幾點(diǎn)： 1．畫出合理的光路圖，再利用幾何知識(shí)解決問題是解決光的折射等光的傳播問題的基本步驟． 2．在光的反射和折射現(xiàn)象中，光路都是可逆的．即入射光線與反射光線、入射光線與折射光線、物與像都具有互換性．若設(shè)想光路反過來傳播，應(yīng)用光路可逆性分析解答光路問題，往往能簡化解題過程 3．折射率n反應(yīng)出介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)，是一個(gè)重要概念．與光速、頻率和入射角、折射角等相聯(lián)系，要重視對它的理解． Ⅰ 高考最熱門題 1 (典型例題)發(fā)出白光的細(xì)線光源ab，

2、長度為l0，豎直放置，上端(x恰好在水面以下．如圖27 -2 -1所示．現(xiàn)考慮線光源oA發(fā)出的靠近水面法線(圖中的虛線)的細(xì)光束經(jīng)水面折射后所成的像，由于水對光有色散作用，若以l1表示紅光成的像的長度，l2，表示藍(lán)光成的像的長度，則 A.l1l2>l0 C.l2>l1>l0 D.l2< l1< l0 命題目的與解題技巧：本題綜合考查了光的折射、光的色散現(xiàn)象以及考生的光路圖作法．由題意做出光路圖，再利用幾何知識(shí)求解． 【解析】 如題圖，由于藍(lán)光折射率比紅光折射率大，則同一點(diǎn)發(fā)出的光經(jīng)水面

3、折射，藍(lán)光比紅光偏折得厲害，則沿反向延長線所成虛像的長度比較小，則l2< l1< l0 【答案】 D 2(典型例題)如圖27 -2-2所示畫有直角坐標(biāo)系 xOy的白紙位于水平桌面上，M是放在白紙上的牛圓形玻璃磚，其底面的圓心在坐標(biāo)原點(diǎn)，直邊與x軸重合，OA是畫在紙上的直線，P1，P2為豎直地插在直線OA上的兩枚大頭針，P3是豎直地插在紙上的第三枚大頭針，α是直線OA與 y軸正方向的夾角，β是直線OP3、與x軸負(fù)方向的夾角，只要有線0．4畫得合適，正確，測出角α和β，便可求得玻璃的折射率．某學(xué)生在用上述方法測量玻璃的折射率時(shí)，在他畫出的直線OA上豎直地插上了1、2兩枚大頭針，但在y<0的區(qū)

4、域內(nèi)，不管眼睛放在何處，都無法透過玻璃磚看到1、2的像，他應(yīng)采取的措施是 若他已透過玻璃磚看到Pl、P2的像，確定P3位置的方法是 若他已正確地測得了α 、β的值，則玻璃的折射率n= ； 命題目的與解題技巧：無法看到 P1、P2的像是因OA光線的入射角過大，在玻璃和空氣界面上發(fā)生全反時(shí)的緣故．P3能擋住、的像說明OP3是OA的折射線． 【解析】 另畫一條更靠近丁軸正方向的直線OA，把大頭針、豎直地插在所畫的直線上，直到在y<0區(qū)域透過玻璃磚能看到P1、P2的像

5、；插上大頭針P3，使P3剛好能擋住P2的像； 【答案】 同解析 3 (典型例題)如圖27 -2 -3所示．一玻璃柱體的橫截面為半圓形，細(xì)的單色光束從空氣射向柱體的O點(diǎn)(半圓的圓心)，產(chǎn)生反射光束1和透射光束2．已知玻璃折射率為，入射角為45°(相應(yīng)的折射角為24°)．現(xiàn)保持入射光不變，將半圓柱繞通過O點(diǎn)垂直于圖面的軸線順時(shí)針轉(zhuǎn)過15°，如圖中虛線所示，則 A.光束1轉(zhuǎn)過15° B.光束1轉(zhuǎn)過30° C.光束2轉(zhuǎn)過的角度小于15° B.光束2轉(zhuǎn)過的角度大于15° 答案： 4 (典型例題)如圖27-2 - 4，a和b都是厚度均勻的平玻璃板，它們之間的夾角為，一細(xì)光束

6、以入射角θ從P點(diǎn)射入, θ>已知此光束由紅光和藍(lán)光組成，則當(dāng)光束透b過板后 A.傳播方向相對于入射光方向向左偏轉(zhuǎn)角 B.傳播方向相對于入射光方向向右偏轉(zhuǎn)角 C.紅光在藍(lán)光的左邊 D.紅光在藍(lán)光的右邊 答案： 5 (典型例題)如圖27 -2 - 5所示，為了觀察門外情況，有人在門上開一小圓孔，將一塊圓柱形玻璃嵌入其中，圓柱體軸線與門面垂直．從圓柱底面中心看出去，可以看到的門外入射光線與軸線間的最大夾角稱做視場角，已知該玻璃的折射率為n，圓柱長為J，底面半徑為r，則視場角是 A. B. C. D. 答案：

7、 　　　　　　　　　　　 1 (典型例題)一束光從空氣射向折射率n= 的某玻璃表面，如圖27 - 2 -6所示，i代表入射角，則 A.當(dāng)i>45°時(shí)發(fā)生全反射現(xiàn)象 B.無論入射角i是多大，折射角r都不會(huì)超過45° C.欲使折射角r=30°，應(yīng)以i=45°的角度入射 D.當(dāng)入射角i=artan 時(shí)，反射光線跟折射光線恰好垂直 命題目的與解題技巧：本題是光的折射，全反射的綜合題，作好光路圖是關(guān)鍵． 【解析】 首先說明，光從空氣射向玻璃(即光由光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)時(shí))不會(huì)發(fā)生全反射，根據(jù)折射定律，當(dāng)入射角為90°時(shí)(實(shí)際不可能) i=45°時(shí)，r<45°所以選項(xiàng)B正確，A不可

8、能，當(dāng)射角等于30°時(shí)sini=nsin 30°=， i=45°故C.選項(xiàng)正確．如圖27 -2 -7所示，假設(shè)反射光線恰好垂直折射光線，有工，L1+L2=90°，i=β，β+L1=90°，所以i=∠L2，所以所以tani=n,故選項(xiàng)D正確. 【答案】 D 2 (典型例題)如圖27 -2 -8所示，水面上漂浮著一半徑為r的圓形菁木板，在木板圓心的正上方距木板高度為h的A處有一個(gè)點(diǎn)光源S．由于木板的影響，點(diǎn)光源發(fā)出的光線射入水中后，在水底平面上形成一圓形陰影．已知水深為H，水的折射率為n，求陰影的半徑． 3 (典型例題)如圖27-2- 9所示，a、b兩束不同的單色光平行地從空氣射人水

9、中，發(fā)生折射α>β，則下述結(jié)論正確的是 A.水對光束。的折射率較大 B.光束b在水中的速度較小 C.光束a的頻率較大 D.光束b的頻率較大 答案： 4 (典型例題)abc.為全反射棱鏡，它的主截面是等腰直角三角形，如圖27-2-10所示，一束白光垂直入射到ac.面上，在ab面上發(fā)生全反射，若光線入射點(diǎn)O的位置保持不變，改變光線的入射方向(不考慮自bc.面反射的光線)則 A.使入射光按圖中所示順時(shí)針方向逐漸偏轉(zhuǎn)，如果有色光射出ob面，則紅光將首先射出 B.使入射光按圖中所示順時(shí)針方向逐漸偏轉(zhuǎn)，如果有色光射出ab面，則紫光將首先射出 C.使入射光按圖中所示逆時(shí)針方向逐

10、漸偏轉(zhuǎn)，紅光將首先射出ab面 D.使入射光按圖中所示逆時(shí)針方向逐漸偏轉(zhuǎn)，則紫光將首先射出ab面 答案： 5 (典型例題)如圖27-2 -11所示的圓柱形容器中盛滿折射率n=2的某種透明液體，容器底部安裝一塊平面鏡，容器直徑L=2H，在圓心正上方h高度處有一點(diǎn)光源S，要使S發(fā)出光從液體上方觀察照亮整個(gè)液體表面，h應(yīng)該滿足什么條件? 答案：　　　　　　　　　　　　　　　　　　 Ⅲ 新高考命題方向預(yù)測 1 細(xì)紅光束和細(xì)藍(lán)光束垂直于AB面進(jìn)入楔形棱鏡，并能從AC.面射出，如圖 27-2-12所示，這兩束光從棱鏡的 AC.面射出后的情況是 A.兩束光一定相交 B.兩束光仍然平

11、行 C.兩束光的反向延長線相交 D.條件不足，無法確定 答案： 2 如圖27- 2 -13所示為一束光線穿過介質(zhì)A、B、C.時(shí)的光路，則 A.介質(zhì)A折射率最大 B.介質(zhì)B是光密介質(zhì) C.光在介質(zhì)B中速度最大 D. 光在介質(zhì)C中的速度最小 答案： 3 如圖27 - 2 -14所示為一塊透明的光學(xué)材料的剖面圖，在其上建立直角坐標(biāo)系xOy，設(shè)該光學(xué)材料的折射率沿丁軸正方向均勻減小．現(xiàn)有一束單色光。從原點(diǎn)O以某一入射角 由空氣射入該材料內(nèi)部，則單色光a在該材料內(nèi)部可能的傳播途徑是圖27 -2 -15中的 答案： 4 把同種材料制成的厚度為d的立方體A和半徑

12、亦為d的半球體B，分別放在報(bào)紙上，且讓半球的凸面向上，從正上方(對B來說是最高點(diǎn))豎直向下分別觀察A、B中心處報(bào)紙上的文字，下面的觀察記錄正確的是 A.看到A中的字比B中高 B.看到B中的字比A中高 C.看到A、B中的字一樣高 D.看到B中的字和沒有放玻璃半球一樣 答案： 　　　　　　　　　　 探究性命題綜合測試 1 水中的氣泡看上去比較亮，對這一現(xiàn)象有以下不同的解釋，其中正確的是 A.空氣泡對光線有會(huì)聚作用，因而較亮 B.空氣泡對光線有發(fā)散作用，因而較亮 C.從空氣泡到達(dá)水中的界面處的光一部分發(fā)生全反射，因而較亮 D.從水中到達(dá)空氣泡的界面處的光一

13、部分發(fā)生全反射，因而較亮 答案： 2光從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，一定是 A.頻率變大，光速不變 B.頻率不變，光速變小 C.波長變小，光速變小 D.波長變大，光速變大 答案： 3 已知水的折射率為1．33，一潛水員自水下目測到立于船頭的觀察者距水面的距離為h1，而船頭的觀察者目測潛水員距水面深h2，則 A.潛水員的實(shí)際深度大于h2，觀察者實(shí)際高度大于h1 B.潛水員的實(shí)際深度小于h2，觀察者實(shí)際高度小于h1 C.潛水員的實(shí)際深度大于h2，觀察者實(shí)際高度小于h1 D.潛水員的實(shí)際深度小于h2，觀察者實(shí)際高度大于h1 答案： 4 如圖Z27-1所

14、示為一立方體玻璃磚，折射率為，放在空氣中，一束平行光從立方體的上表面斜射進(jìn)來，入射角α<90°，然后它投射到左端側(cè)面，則 A.無淪α角多大，該光線都能從這介面射出 B.無論α角多大，該光線都不能從這側(cè)面射出 C.只有α<45°時(shí)，該光線才不能從這側(cè)面射出 D.只有α>45°時(shí)，該光線才不能從這側(cè)面射出 答案： 5 如圖Z 27-2所示，半圓形玻璃磚ABC.，O為圓心，C.為圓弧頂點(diǎn)，一束很細(xì)的平行白光沿C.O方向射入玻璃磚．保持光的方向不變，將玻璃磚沿順時(shí)針方向繞O轉(zhuǎn)動(dòng)，則首先在界面AB上發(fā)生全反射的是 A.在玻璃磚里光速最大的色光 B.頻率最大的色光 C.在玻璃磚中折

15、射率最大的色光 D.波長最長的色光 6 已知媒質(zhì)對某單色光的臨界角為 ，則 A.該媒質(zhì)對此單色光的折射率等于 B.此單色光在該煤質(zhì)中的傳播速度等于csinθ(c是真空中的光速) C.此單色光在該媒質(zhì)中的波長是在真空中波長的倍 D.此單色光在該媒質(zhì)中的頻率是在真空中頻率的倍 答案： 7 一束光線MO由介質(zhì)射入空氣，如圖Z27-3所示，O點(diǎn)為入射點(diǎn)，則光線進(jìn)入空氣后可能經(jīng)過圖中的 A.P1點(diǎn) B.P2點(diǎn) C.P3點(diǎn) D.P4 答案： 8 點(diǎn)在測定玻璃的折射率的實(shí)驗(yàn)中，已畫好玻璃磚界面兩條直線aa′，和bb′后，不覺誤將玻璃磚向上平移如圖Z

16、 27-4虛線所示，看其他操作正確，則測得的折射率將 A.偏大 B.偏小 C.不變 D.無法判斷 答案： 9 如圖Z 27-5所示為激光液面控制儀的原理示意圖．固定的一束激光OA以入射角i 照射到水平的光屏上，屏上用光電管將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，電信號(hào)輸入控制系統(tǒng)用以控制液面高度．如果發(fā)現(xiàn)光點(diǎn)B在屏上向右移動(dòng)了的距離到B′，可知液面 A. 上升△sini B.下降△scoti C.上升△scoti D.下降△scoti 答案： 10 大氣中有一種叫蒙氣差的光現(xiàn)象，以下關(guān)于這種光現(xiàn)象的說法中正

17、確的是 A.夜晚，我們看到南半天星星的位置，要比它實(shí)際的位置高一些 B.夜晚,我們看至南半天星星的位置,要比它的實(shí)際的位置低一些 C.這種光現(xiàn)象中的蒙氣差效應(yīng)，越是接近地平線就越明顯 D.這種光現(xiàn)象中的蒙氣差效應(yīng)，越是接近中午就越明顯 答案： 11 某同學(xué)用圓桂形玻璃磚做測定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)，先在白紙上、放好圓柱形玻璃磚，在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1，和P2，然后在玻璃磚的另一側(cè)觀察，調(diào)整視線使P1的像被P2的像擋住，接著在眼睛所在的一側(cè)相繼又插上兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，使P4擋住P3和P1、P2的像，在紙上標(biāo)出的大頭針位置和圓柱形玻璃磚的邊界如圖Z27-6所示． (1)在圖上畫出所需的光路圖； (2)為了測量出玻璃磚的折射率，需要測量的物理量有 (要求在圖上標(biāo)出) ； (3)寫出計(jì)算折射率的公式n= . 答案：