高考物理专题复习 光的折射

1、高考物理专题复习光的折射1.折射定律(1) 内容：如图1所示，折射光线与入射光线、法线处在同二平面内，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：sin%_sin%2(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_sin%sinc(3)计算公式：n_C因为v<c,所以任何介质的折射率都大于1.(4)当光从真空(或空气)射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质射入真空(或空气)时，入射角小于折射角.3. 折射率的理解(1)折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关.(2)折射率与介

2、质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质.(3)同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小.一、光的折射定律(1)折射光线在入射光线和法线所在的平面上，折射光线和入射光线分居在法线的两侧，sini(2) 入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数二nsiny折射定律的各种表达形式：sin0n=1sin02vsinC0(01为入、折射角中的较大者。)在光的折射现象中，光路也是可逆的。、折射率：(1) 光从真空射入某种介质时，入射角的正弦跟折射角的正弦之比n二-siny(2) 折射率等于光在真空中的速度c跟光在这种介质中的速度v之比,n=c/i.三、通过平行玻璃砖的光线当光线从玻璃砖上表

3、面入射，从下表面射出时，其特点是：光线通过平行玻璃砖后的出射光线和入射光线平行且有侧向位移。侧向位移的大小跟平行玻璃砖的厚度及入射角、折射率有关。各种色光在第一次入射时发生色散(第二次折射不再色散)；射出光线的侧移和折射率、入射角、玻璃砖的厚度有关;可利用玻璃砖测定玻璃的折射率。四、通过棱镜的光线（1）光线通过三棱镜两次向底面偏折，通过三棱镜所成的像向顶角偏移，偏折角度。跟棱镜材料的折射率有关，折射率越大，偏折角度越大偏折角度。还跟入射角的大小有关系.（2）白光通过三棱镜后产生色散现象，（3）全反射棱镜是横截面成等腰直角三角形的三棱镜。光线通过棱镜后向底面偏折甲全反射棱镜（2）（本题4分）如图

4、所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率.在平铺的白纸上垂直纸面插大头针3、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心0,在玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P、P2的像，连接0P3.图中MN为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB.CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点.设AB的长度为/,A0的长度为l2，CD的长度为l3，D0的长度为14,为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量（用上述给出量的字母表示），则玻璃砖的折射率可表示为.答：I】、13;lT/13（每空2分2（2）（5分）（选做，适合选修34的同学）如图所示，

5、某同学利用方格坐标纸测定半圆形玻璃砖的折射率，0A是画在纸上的直线，他在直线0A适当位置先后竖直插上P、P2两枚大头针，如图放上玻璃砖（如粗黑线所示），然后插上P3、P4大头针。 其中他确定P3大头针位置的方法应当是：。 若该同学实验操作规范准确，其记录的情况如图所示。该同学还用圆规做了一个以0为圆心，半径与玻璃砖相同的半圆（如图中虚线所示）。请您帮这位同学算出玻璃砖的折射率，写出必要的计算过程。本小题考查用插针法测定玻璃折射率的实验数据处理方法。透过玻璃砖看，P3大头针挡住P、P2两枚大头针的像。分）如图，由折射定律可得:2DE61.5CB43分）sinZEODnsinZBOC解：光路如图所

6、示3.（2）（4分）如图，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色光束从空气射向柱体的0点（半圆的圆心），产生反射光束1和透射光束2，已知玻璃折射率为<3，当入射角i=60°时，求反射光束1和透射光束2之间的夹角多大？解：反射角i'=i=60°（1分）由折射定律sinin（1分）sinr解得折射角r=30°（1分）因此反射光束1和透射光束2之间的夹角9180°（i'+r）90°（1分）4、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

7、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5（选修3-4）（2）在水面上放置一个足够大的遮光板，板上有一个半径为r的圆孔，圆心的正上方h处放一个点光源S,在水面下深H处的底部形成半径为R的圆形光亮区域（图中未画出）.测得r=8cm,h=6cm,H=24cm,R=26cm，求水的折射率.解：根据光路图，可知sin9=0.8（2分）II1：r2+h2282+62sin9Rr18（Rr）2+H2182+2420.62分）由折射定律得n=淸，得n=422分）6.（2）如图所示，己知平行玻璃砖的折射率n=3，厚度为.入射光线AO以入射角/=60°射到玻璃砖的上表面，经玻璃

8、砖折射从下表面射出，出射光线A与入射光线平行，求两平行光线间距离.（结果可用根式表示）解：作出光路如图，由折射定律得n二凹sinrsin60o1sinr=3=所以r=3Oo由图知ZDOC=ZDOB=30o则DB二DC二d-tan30o二3d3出射光线与入射光线间的距离是专d7.（6分）如图所示，空气中有A点，水中有B点，在A点置一信号源发出光波和声波讯号传到水中B,沿AOB路径传播的是a波，沿AO2B路径传播的是b波，则a波、b波各是什么波？简述你的判断过程。答：a波是光波，b波是声波。无线电波从空气进入水中速度变小，入射角大于折射角；而超声波从空气进入水中速度变大，入射角小于折射角，所以a波

9、是光波、b波是声波。水8B.(2)(模块3-4试题)图示是一透明的圆柱体的横截面，其半径R=20cm，折射率为3一束平行光沿AB方向射向圆柱体，试求： 光在圆柱体中的传播速度； 距离直线AB多远的入射光线，折射后恰经过B点.解：光在圆柱体中的传播速度v=J=p3x108m/sn设光线PC经折射后经过B点，光路图如图所示sina氏由折射定律有：=n=、：3sinp又由几何关系有：2p解得a二600光线PC离直线AB的距离CD=Rsina=10叮3cm（1分）2分）分O（1分）&=2"12sinOi一nsinO2解式得O忑cosO一一22即"2=30°&quo

10、t;1=60°d=Rsin"解：由光路图知d=2r9、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.2B.1.5C.ED.2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0D平行于入射光线，故ZAOD=ZCOD=60。，所以ZOAB=30°，玻璃的折射率sin60°n二sin30°M10.11如图所示，半圆玻璃砖的半径R=10cm,折射率为n=爲，直径AB与屏幕垂直并接触于A点.激光a以入射角i=30。射向半圆玻璃砖的圆

11、心0,结果在水平屏幕MN上出现两个光斑.求两个光斑之间的距离L.解：画出如图光路图，设折射角为r,根据折射定律sinrn二sini1分）解得r二60°（1分）由几何知识得，'0PQ为直角三角形，所以两个光斑PQ之间的距离L=PA+AQ=Rtan30o+2Rsin60o（2分）40朽解得L二'沁23.1cm（1分）11.（3）（3-4模块）（5分）如图所示，一个横截面为直角三角形的三棱镜,ZA=30°,ZC=90°.三棱镜材料的折射率是n二3。一条与BC面成&=30°角的光线射向BC面，经过AC边一次反射从AB边射出。求从AB边射出

12、光线与AB边的夹角。解：由折射定律，在BC界面：sin600=x：3siny（1分）7=36°0sinC=（1分）光线在AC界面发生反射再经AB界面折射（1分）sin3Oo=siny'（1分）Y/=60°则射出光线与AB面的夹角B=90°-y/=30°（1分）12、（9分）物理一选修34一半径为R的1/4球体放置在水平桌面上，球体由折射率为的透明材料制成.现有一束位于过球心0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直表面射出，如图所示.已知入射光线与桌面的距离为、気/2.求出射角&解：本题考查几何光学知识，通过画光

13、路图，根据折射定律，由几何关系列式求解。设入射光线与1/4球体的交点为C,连接0C,0C即为入射点的法线。因此，图中的角a为入射角。过C点作球体水平表面的垂线，垂足为B。依题意，ZC0B=a。又由0BC知sina设光线在C点的折射角为B,由折射定律得sinasinP解得：0=30°B0由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角y=30°（见图）.sinV1由折射定律得：丽=v3因此：sin，解得：*60。13.（16分）如图甲所示，在保龄球球道的一侧平行于球道有一面竖立的平面镜，保龄球被掷出后沿球道中央线BC做匀速直线运动。有人想利用球道旁的这个平面镜测出球的运动速度，于是他在平面镜中央正前方位于球道另一侧距平面镜d=1.6m的A点，眼睛贴近地面观察，测出在平面镜中看到球像的时间厶t=1.5s。设他在镜中刚能看到球像时球的位置在P点，恰好看不到球像