高中物理--全反射练习
高中物理-全反射练习
1．(湖北省襄阳市第四中学高二下学期月考)一束光线穿过介质1、2、3时,光路如图所示,则( C )
A ．介质1的折射率最大
B ．介质2是光密介质
C ．光在介质2中的速度最大
D ．当入射角由45°逐渐增大时,在2、3分界面上可能发生全反射
解析：由图可知,光从介质1射入介质2中折射角大于入射角,则n 1＞n 2。光从介质2射入介质3中折射角小于入射角,则n 2＜n 3,据光的可逆性知,光从2射向1或从2射向3时,若入射角相等,从折射角上可判断n 3＞n 1,所以有n 3＞n 1＞n 2,即介质3折射率最大,故A 错误。由对A 的分析可知,相对来说,2是光疏介质,故B 错误；根据公式：v ＝c n
,因2的折射率最小,所以光在介质2中的传播速度最大,故C 正确；当入射角由45°逐渐增大时,光从2到3是从光疏介质到光密介质,全反射只有光从光密介质射向光疏介质时才能发生,所以在此界面上不会发生全反射,故D 错误。
2．(多选)(河北省鸡泽县一中高二下学期期末)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：作光路图可知平行光从AB 边射入后不发生折射,射到BC 边上时,由临界角公式可得：sin C ＝1n ＝11.5＝23,得C ＝arcsin 23
<45°,故全部光线发生全反射,选项A 错误；BC 边反射的光射向ADC 弧形边后,由于弧ADC 对平行光有会聚作用,可知B 对C 错；同时当屏向下移动时,屏上亮区将
先变小后变大,所以选项D也正确。
3．(四川省绵阳南山实验中学高二下学期期中)一个半径为r的薄软木圆片,在它的圆心处插入一枚大头针。让它们浮在水面上,如图所示．调整大头针露出的长度,直至从水面上方的各个方向向水中看,都恰好看不到大头针,这是因为发生了__全反射___现象。若此时木片下方大头针的
长度为h,则水的折射率为__r2＋h2
r
__。
解析：观察者在水面上各个方向都刚好看不到水下的大头针,说明由针头射出的光线,恰好在水面与木塞的边缘处发生全反射。
由题意作出光路图如图所示,这时入射角等于临界角,由几何关系可得
sin C＝
r
h2＋r2
又sin C＝
1
n
由以上两式解得液体的折射率为n＝r2＋h2 r
。
高考物理全反射试题经典
高考物理全反射试题经典 一、全反射 选择题 1．如图所示。有一束平行于等边三棱镜横截面ABC 的红光从空气射向E 点，并偏折到F 点。已知入射方向与边AB 的夹角45θ?=，E ．F 分别为边AB ．BC 的中点，则（ ） A ．该三棱镜对红光的折射率为2 B ．光在F 点发生全反射 C ．从F 点出射的光束与入射到E 点的光束的夹角为30? D ．若改用紫光沿相同角度从 E 点入射，则出射点在 F 点左侧 2．如图为一玻璃球过球心的横截面，玻璃球的半径为R ，O 为球心，AB 为直径，来自B 点的光线BM 在M 点射出，出射光线平行于AB 。另一光线BN 恰好在N 点发生全反射，已知30ABM ∠=?，则（ ） A ．光在玻璃球中的传播速度3 v c = ，c 为光速 B ．发生全反射时的临界角60C =? C ．球心到BN 的距离为3d R = D ．球心到BN 的距离为3d R = 3．很多公园的水池底都装有彩灯，当一细束由红、蓝两色组成的灯光从水中斜射向空气时，关于光在水面可能发生的反射和折射现象，下列光路图中正确的是 ( ) A ． B ．
C ． D ． 4．如图所示，AOB 为扇形玻璃砖，一细光束照射到AO 面上的C 点，入射光线与AO 面的 夹角为30°，折射光线平行于BO 边，圆弧的半径为R ，C 点到BO 面的距离为 2 R ，AD ⊥BO ，∠DAO =30°，光在空气中的传播速度为c ，下列说法正确的是（ ） A ．玻璃砖的折射率2 B ．光线在AB 圆弧面上出射时的折射角30° C ．光线会在AB 圆弧面上发生全反射 D ．光在玻璃砖中传播的时间为 2R c 5．如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ 的左下方．一束白光沿半径方向从A 点射入玻璃砖，在O 点发生反射和折射，折射光在白光屏上呈现七色光带．若入射点由A 向B 缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O 点，观察到各色光在光屏上陆续消失．在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是（ ） A ．减弱，紫光 B ．减弱，红光 C ．增强，紫光 D ．增强,红光 6．如图所示，扇形AOB 为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB ＝60°，一束平行于角平分线OM 的单色光由OA 射入介质，经OA 折射的光线恰平行于OB ，以下对该介质的折射率值及折射光线中恰好射到M 点的光线能不能发生全反射的说法正确的是( )
高中物理—光的折射与全反射测试
光的折射与全反射（一）测试 A 卷 一、选择题 1、目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络，光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务. 关于光纤通信的下列说法, 正确的是（） A．光纤通信利用光作为载体来传递信息B．光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理 C．光导纤维传递光信号是利用光的色散原理D．目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝2、如图所示，两束单色光a、b分别照射到玻璃三棱镜AC面上的同一点，且都垂直AB边射出三棱镜（） A．a光的频率高B．b光的波长大C．a光穿过三棱镜的时间短D．b光穿过三棱镜的时间短 3、两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为θ1、θ2，已知θ1>θ2 , 用n1、n2分别表示水对两单色光的折射率，v1、v2 分别表示两单色光在水中的传播速度，则（） A．n1< n2，v1
高中物理-全反射测试题(2)
高中物理-全反射测试题(2) 一、全反射选择题 1．如图所示为某透明均质圆柱形玻璃截面图，其中MN为过圆心O的水平直线。现有两单色细光束a、b相对MN两侧对称，且平行MN照射玻璃柱体,经玻璃折射后两束光相交于P点，部分光路如图所示。a、b两束光相比 A．玻璃对a光的折射率小 B．在玻璃中a光的传播速度小 C．在玻璃中a光的传播时间短 D．a、b光在P点都不能发生全反射 2．很多公园的水池底都装有彩灯，当一细束由红、蓝两色组成的灯光从水中斜射向空气时，关于光在水面可能发生的反射和折射现象，下列光路图中正确的是 ( ) A．B． C．D． 3．如图所示是一玻璃球体，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（）
A ．此玻璃的折射率为2 B ．光线从B 传播到D 的时间为 3R c C ．若增大∠AB D ，光线不可能在DM 段发生全反射现象 D ．若减小∠ABD ，从AD 段射出的光线仍平行于AB 4．如图所示，EOFGC 为某种透明介质的截面图，EC 是半径为R 的四分之一圆弧，OFGC 是一个正方形AB 为足够大的水平屏幕并紧贴介质的底面，由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O ，该介质对红光和紫光的折射率分别为1223 ,2n n ==，设光在真空中的速度为c ，则 A ．红光在介质中的传播速度为22 红= v c B ．随着角度α逐渐变大的过程中，紫光和红光依次发生全反射 C ．当53α?=时，光在屏幕AF 上出现了两个亮斑，则这两个亮斑之间的距离为 3914 - D ．红光在玻璃中的频率比空气中的频率大 5．右图是一个 1 4 圆柱体棱镜的截面图,图中E ?F ?G ?H 将半径OM 分成5等份,虚线EE 1?FF 1?GG 1?HH 1平行于半径O N,O N 边可吸收到达其上的所有光线.已知该棱镜的折射率n=5 3 ,若平行光束垂直入射并覆盖OM,则光线( )
第四章 光的反射与全反射
第一节 光的折射定律 一、光的反射定律：光在遇到障碍物发会发生反射，入射光线与反射面法线的夹角称为入射角，反射光线 与反射面法线的夹角称为反射角，如下图1所示。入射光线与反射光线遵循反射定律：反射光线与入射光线和法线在同一平面内，反射光线和入射光线分别们于法线两侧，且反射角等于入射角。 图1 图2 二、光的折射定律：光从一种介质射入另一种介质时，传播方向改变的现象叫光的折射，如上图2所示。 满足折射定律：折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居在法线的两侧，入射角的正弦与折射角的正弦成正比，满足以下公式： n =sin θ1sin θ2 这个公式要注意几点： a) θ1是在真空（或者空气）中的光线与法线的夹角，θ2是在介质中的光线与法线的角度。n>1叫介质的折 射率，所以θ1>θ2。即光从真空中射入介质中，角度变小，光从介质中射入真空中，角度变大。 b) n 是介质的因有属性，由介质本身和入射光的频率决定，与入射角，折射角都无关。 c) 对于同一种介质，入射角变大，折射角也变大。 d) 对于同一个入射角，折射率变大，折射角越小，传播方向改变地越多，所以折射率的本质是改变光的传 播线路的能力。 e) 光路是可逆的，如果让光逆着折射光线从玻璃中射向界面，折射光线也逆着入射光线射向空气。 f) 光折射时，都伴随着反射现象，但是反射时不一定伴随着折射现象。 例1、假设某种材料的玻璃对空气的折射率为 2，一束光从空气从以45o 角射入该玻璃中，则反射角为_____，折射角为______，入射光线与反射光线间我角度为______，反射光线与折射光线之间的角度为______。若 一束光以30o 角从该玻璃射入空气中，则反射角为______，折射角为_____，入射光线与反射光线的角度为 _____，反射光线与折射光线的角度为______。（要求画出光路图） 例2、两束光以相同的入射角60o 从空气中射入A 、B 两种不同折射率的玻璃中，已知A 玻璃对空气的折射率为 2，B 玻璃对空气的折射率为 3，则两束光的折射角度之比为_______，画出光路图，比较哪束光偏离原来的传播方向更多______。 例3关于折射率的说法正确的是（ ） A. 根据折射定律，折射率与入射角的正弦值成正比 B. 根据折射定律，折射率与折射角的正弦值成反比 C. 根据折射定律，在入射角固定的前提下，折射角与折射率成正比。 D. 根据折射定律，在入射角固定的前提下，折射角与折射率成反比 例4、一束光线从空气射到另一种介质时，反射光线与入射光线的夹角为90。，折射光线与反射光线的夹角为105。，则反射角为_________，折射角为____________，折射率为___________。 例5、光线从与界面成30o 角的方向由空气射入某种液体中，反射光线和折射光线刚好垂直，则入射角为_____，反射角为______，折射角为________，折射率为________。
最新高三物理二轮复习知识点：全反射问题
全反射问题 一、．全反射 当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫做全反射全反射临界角：（1）光从光密介质射向光疏介质，当折射角变为90°时的入射角叫临界角；（2）光从折射率为n 的介质射向真空时 临界角的计算公式: n A sin 1 = 产生全反射的条件： （1）光必须从光密介质射向光疏介质；（2）入射角必须等于或大于临界角． 二、光导纤维 利用光的全反射，可制成光导纤维。光从光导纤维一端射入后，在传播过程中经过多次全反射，最终从另一端射出。由于发生的是全反射，因此传播过程中的能量损耗非常小。用光导纤维传输信息，既经济又快捷。 029.连云港2007-2008学年度第一学期期末调研考试12、（3）一个等腰直角三棱镜的截面如图所示，一细束绿光从AC 面的P 点 沿平行底面AB 方向射入棱镜后，经AB 面反射， 再从BC 面的Q 点射出，且有PQ ∥AB （图中未画光 在棱 镜内的光路）．如果将一细束蓝光沿同样的路径从P 点射入三棱镜，则从BC 面射出的光线是_ _ A ．仍从Q 点射出，出射光线平行于A B B ．仍从Q 点射出，出射光线不平行于AB
C ．可能从Q '点射出，出射光线平行于AB D ．可能从Q ''点射出，出射光线平行于AB 答：C ；（3分） 061.北京西城区2008年5月抽样15．如图所示，一束单色光沿半圆柱形玻璃砖的半径垂直ab 面入射，有光线从ab 面射出。以O 点为圆心，将玻璃砖缓慢转过θ角时，恰好没有光线从ab 面射出。则该玻璃砖的折射率为 ( B ) A ．2 1 θ sin B ．θsin 1 C ． θsin 21 D ．θ sin 21 054.08年北京市海淀区一模试卷16．彩虹是悬浮于空气中的 大量小水珠对阳光的色散造成的，如图所示为太阳光照射到空气中的一个小水珠发生全反射和色散的光路示意图，其中a 、 b 为两束频率不同的单色光。对于这两曙光，以下说法中正确 的是 （ B ） A ．单色光a 比单色光b 的频率高 B ．由水射向空气，a 光发生全反射的临界角大于b 光发生全反射的临界角 C ．在水中a 光的传播速度小于b 光的传播速度 D ．如果b 光能使某金属发生光电效应，则a 光也一定能使该金属发生光电效应 036.江苏泰州市07～08学年度第二学期期初联考 a
光的折射和全反射
页脚内容1 考点一 光的折射和全反射 13．[2015·江苏单科,12B(3)](难度★★)人造树脂是常用的眼镜镜片材料．如图所 示，光线射在一人造树脂立方体上，经折射后，射在桌面上的P 点．已知光 线的入射角为30°，OA ＝5 cm ，AB ＝20 cm ，BP ＝12 cm ，求该人造树脂材 料的折射率n . 14．[2015·山东理综，38(2)](难度★★★)半径为R 、介质折射率为n 的透明圆柱体，过其轴线OO ′的截面如图所示．位于截面所在平面内的一细束光线，以角i 0由O 点入射,折射光线由上边界的A 点射出．当光线在O 点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的B 点恰好发生全反射．求A 、B 两点间的距离． 15. [2015·海南单科，16(2)，8分](难度★★★)一半径为R 的半圆柱形玻璃砖，横 截面如图所示．已知玻璃的全反射临界角γ(γ＜π3 )．与玻璃砖的底平面成 (π 2 －γ)角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上．经 柱面折射后，有部分光(包括与柱面相切的入射光)能直 接从玻璃砖底面射 出．若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光．求底面透光部分的宽度． 16．[2014·新课标全国Ⅱ，34(2)，10分](难度★★★)一厚度为h 的大平板玻璃水 平放置，其下表面贴有一半径为r 的圆形发光面．在玻璃板上 表面放置一半径为R 的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上．已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射)，求平板玻璃的折 射率．
17．[2014·新课标全国Ⅰ，34(2)，9分](难度★★★)一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如图所示．玻璃的折射率为n＝ 2. (1)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为多少？ (2)一细束光线在O点左侧与O相距 3 2 R处垂直于AB从下方入射，求此光线从玻璃 砖射出点的位置． 18．[2014·山东理综，38(2)](难度★★★)如图，三角形ABC为某透明介质的横截面，O为BC边的中点，位于截面所在平面内的一束光线自O以角i入射，第一次到达AB边恰好发生全反射．已知θ＝15°，BC 边长为2L，该介质的折射率为 2.求： (1)入射角i； (2)从入射到发生第一次全反射所用的时间(设光在真空中的速度为c，可能用到： sin 75°＝6＋2 4或tan 15°＝(2－3)． 19．[2014·江苏单科，12B(3)](难度★★★)Morpho蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉．电子显微镜下鳞片结构的示意图见题图．一束光以入射角i从a点入射，经过折射和反射后从b点出射．设鳞片的折射率为n，厚度为d， 页脚内容2
高考物理全反射试题经典(1)
高考物理全反射试题经典(1) 一、全反射选择题 1．如图所示，一束光从空气中射向折射率n=2的某种玻璃的表面，i表示入射角，光在真空中的传播速度c=3×108m/s，则下列说法中正确的是（） A．当i＞45°时会发生全反射现象 B．无论入射角是多大，折射角r都不会超过45° C．欲使折射角r=30°应以i=45°的角度入射 D．当入射角tani=2时，反射光线跟折射光线恰好垂直 E.光在该玻璃中的传播速度v=1.5×108m/s 2．水下一点光源，发出a、b两单色光。人在水面上方向下看，水面中心I区域有a光、b 光射出，Ⅱ区域只有a光射出，如图所示。下列判断不正确的是（） A．a、b光从I区域某点倾斜射出时，a光的折射角小 B．在真空中，a光的波长大于b光的波长 C．水对a光的折射率大于对b光的折射率 D．水下a、b光能射到图中I区域以外区域 3．如图所示，一束复色光从空气中沿半圆玻璃砖半径方向射入，从玻璃砖射出后分成a、b两束单色光，则（） A．玻璃砖对a 光的折射率为1.5 B．玻璃砖对a 光的折射率为 2 2 C．b 光在玻璃中的传播速度比a 光大
D ．b 光在玻璃中发生全反射的临界角比a 光小 4．如图所示，EOFGC 为某种透明介质的截面图，EC 是半径为R 的四分之一圆弧，OFGC 是一个正方形AB 为足够大的水平屏幕并紧贴介质的底面，由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O ，该介质对红光和紫光的折射率分别为1223 ,23 n n ==，设光在真空中的速度为c ，则 A ．红光在介质中的传播速度为22 红= v c B ．随着角度α逐渐变大的过程中，紫光和红光依次发生全反射 C ．当53α?=时，光在屏幕AF 上出现了两个亮斑，则这两个亮斑之间的距离为 3914 -R D ．红光在玻璃中的频率比空气中的频率大 5．如图所示两细束单色光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 。则下列说法中正确的是（ ） A ．如果a 为蓝色光，则b 可能为红色光 B ．在该三棱镜中b 色光的传播速率比a 光的传播速率小 C ．棱镜射向空气中a 色光的临界角比b 色光的临界角大 D ．a 光的折射率小于b 光折射率 6．如图所示，一束单色光沿半圆柱形玻璃砖的半径垂直ab 面入射，有光线从ab 面射出。以O 点为圆心，将玻璃砖缓慢转过θ角时，恰好没有光线从ab 面射出，则该玻璃砖的折射率为( )
高中物理-全反射练习题
高中物理-全反射练习题 基础·巩固 1.关于全反射,下列说法中正确的是（ ） A.发生全反射时,仍有折射光线,只是折射光线非常弱,因此可以认为不存在折射光线而只有反射光线 B.光线从光密介质射向光疏介质时,一定会发生全反射现象 C.光从光疏介质射向光密介质时,不可能发生全反射现象 D.水或玻璃中的气泡看起来特别亮,就是因为光从水或玻璃射向气泡时,在界面发生全反射 解析：全反射发生的条件是当光从光密介质射向光疏介质时,且入射角大于或等于临界时发生的现象,发生全反射时全部光线均不进入光疏介质. 答案：CD 2.光线由空气透过半圆形玻璃砖,再射入空气的光路图中,如图13-7-19所示,正确的是（玻璃的折射率为1.5）（ ） 图13-7-19 A.图乙、丙、丁 B.图甲、丁 C.图乙、丙 D.图甲、丙 解析：光线由空气进入玻璃砖中时,入射角大于折射角,由玻璃砖射入空气时,入射角小于折射角,由临界角计算公式得C=arcsin n 1 =arcsin 5.11=41°49′,入射角50°大于临界角,将 发生全反射,故正确答案是A. 答案：A 3.如图13-7-20所示,光线从空气垂直射入折射率为2的棱镜界面的BC 上,出射光浅与所在界面的夹角为( ) 图13-7-20 A.30° B.45° C.60° D.90° 解析：光路图如图所示,设此棱镜的临界角为C,则sinC= n 1 =2 2,故C=45°.光线在AB 面上发生全反射,又n= ? 30sin sin α =2,所以sinα=22,所以α=45°.
答案：B 4.用折射率为1.5的玻璃制成等边三棱镜,一束光线垂直于棱镜的一个表面入射.图13-4-21中光路正确的是（ ） 图13-4-21 解析：求玻璃的临界角：sinC= n 1=3 25.11 ,光射向棱镜的另一侧面时,入射角为60°,sin60°=23＞3 2 ,则C ＜60°,必发生全反射,D 选项正确. 答案：D 5.截面为等腰三角形的三棱镜,它的两个底角都为30°,棱镜的折射率为2.两条平行光线垂直于棱镜底面入射,如图13-4-22所示,两条光线由棱镜射出时所成的角度为（ ） 图13-4-22 A.30° B.60° C.90° D.120° 解析：棱镜材料的临界角：sinC=n 1=2 1 =22,则C=45°,从题图可知光线从棱镜内射向另 一侧面的入射角i=30°＜C,光线从侧面折射出,根据折射定律 n= i r sin sin ,sinr=nsini=2×sin30°=22,则r=45°,同理可知第二条出射光线偏离法线也 是45°,从图中的四边形可求出 α=360°-120°-90°-90°=60°,β=360°-135°-135°-α=90°-60°=30°,A 选项正确.
高三物理二轮复习知识点精讲：全反射问题
高三物理二轮复习知识点精讲：全反射问题 一、．全反射 当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消逝，只剩下反射光，这种现象叫做全反射全反射临界角：〔1〕光从光密介质射向光疏介质，当折射角变为90°时的入射角叫临界角；〔2〕光从折射率为n 的介质射向真空时 临界角的运算公式: n A sin 1= 产生全反射的条件： 〔1〕光必须从光密介质射向光疏介质；〔2〕入射角必须等于或大于临界角． 二、光导纤维 利用光的全反射，可制成光导纤维。光从光导纤维一端射入后，在传播过程中通过多次全反射，最终从另一端射出。由于发生的是全反射，因此传播过程中的能量损耗专门小。用光导纤维传输信息，既经济又快捷。 029.连云港2007-2018学年度第一学期期末调研考试12、〔3〕一个等腰直角三棱镜的截面如下图，一细束绿光从AC 面的P 点沿平行底面AB 方向射入棱镜后，经AB 面反射，再从BC 面的Q 点射出，且有PQ ∥AB 〔图中未画光在棱镜内的光路〕．假如将一细束蓝光沿同样的路径从P 点射入三棱镜，那么从BC 面射出的光线是_ _ A ．仍从Q 点射出，出射光线平行于AB B ．仍从Q 点射出，出射光线不平行于AB C ．可能从Q '点射出，出射光线平行于AB D ．可能从Q ''点射出，出射光线平行于AB 答：C ；〔3分〕 061.北京西城区2018年5月抽样15．如下图，一束单色光沿半圆柱形玻璃砖的半径垂直ab 面入射，有光线从ab 面射出。以O 点为圆心，将玻璃砖缓慢转过θ角时，恰好没有光线从ab 面射出。那么该玻璃砖的折射率为 ( B ) A ．21θ sin B ．θsin 1 C ．θsin 21 D ．θsin 21 054.08年北京市海淀区一模试卷16．彩虹是悬浮于空气中的大量小水珠对阳光的色散造成的，如下图为太阳光照耀到空气中的一个小水珠发生全反射和色散的光路示意图，其中a 、b 为两 束频率不同的单色光。关于这两曙光，以下讲法中正确的选项是 〔 B 〕 A ．单色光a 比单色光b 的频率高 B ．由水射向空气，a 光发生全反射的临界角大于b 光发生全反射的临界角 C ．在水中a 光的传播速度小于b 光的传播速度 D ．假如b 光能使某金属发生光电效应，那么a 光也一定能使该金属发生光电效应 036.江苏泰州市07～08学年度第二学期期初联考10.〔2〕如图为一平均的柱形透亮体，折射率2n =。 ①求光从该透亮体射向空气时的临界角； a
高中物理人教版选修3-4《13.2全反射》教案
《全反射》的教案 ——基于新课程标准和理念的教学设计 马永江苏常州第四中学 一、教学目标 1、知识与技能 掌握临界角的概念和发生全反射的条件；知道什么是光疏介质和光密介质；能判断什么情况下会发生全反射，了解全反射现象的应用；通过实验培养学生的观察能力、分析推理能力和创新思维能力。 2、过程与方法 通过演示实验，学习探究科学的方法——比较法；通过实验设计和动手操作，经历科学探究的过程。 3、情感、态度与价值观 体验全反射实验的探究过程，感受实验探究的乐趣；通过互动实验，培养学生探究科学知识的兴趣和实事求是的科学态度；通过全反射现象的应用，培养学生运用科学理论观察分析周围事物的习惯。 二、重点和难点 重点是全反射现象；难点是临界角概念和全反射条件。 三、教学方法：实验探究法 四、设计思路：本节课以实验为主线，通过一个带有魔术色彩的演示实验引入课题，再通过两个演示实验的对比，让学生观察、分析，揭示全反射的现象与产生条件，另外增加学生探究性实验，通过学生间的讨论、设计、动手及合作，使学生对全反射概念的理解更加准确、丰富和全面。最后通过全反射的应用介绍，开拓学生的视野。 五、主要教学过程 1、引入新课 演示一：用细铁丝穿过单摆小金属球，使其一端伸出作为把手，然后捏住把手，用蜡烛火焰的内焰将金属球熏黑，让学生观察。然后将熏黑的铁球浸没在盛有清水的烧杯中，现象发生了，放在水中的铁球变亮了。好奇的学生误认为是水泡掉了铁球上黑色物，当老师从水中取出时，发现熏黑的铁球依然如故，将其再放入水中时，出现的现象和刚才一样，学生大惑不解，让学生带着这个疑问开始学习新的知识——全反射。
2、新课教学 2.1实验探究 演示二：实验1：一束激光从空气射向半圆形玻璃砖的半圆面(如图1)。 实验2：一束激光从空气射向半圆形玻璃砖直边的圆心O（如图2）。 图1 图2 教师演示两遍实验后，让学生分组讨论后回答。 实验1现象：①当光沿着玻璃砖的半径射到直边上时，一部分光从玻璃砖的直边上折射到空气中，一部分光反射回玻璃砖内。 ②逐渐增大入射角，看到折射光远离法线，且越来越弱，反射光越来越强。 ③当入射角增大到某一角度，使折射角达到900时，折射光完全消失，只剩下反射光。 实验2现象：①当光沿着空气射向玻璃砖的直边的圆心O时，一部分光从玻璃砖的直边上折射到玻璃砖内，一部分光反射回空气中。 ②逐渐增大入射角，看到折射光远离法线，且越来越弱，反射光越来越强。 ③当入射角增大到接近900时，折射角小于900。 学生归纳不同点：①光从空气→玻璃，入射角＞折射角；光从玻璃→空气，入射角＜折射角； ②光从空气→玻璃，同时存在反射光和折射光；光从玻璃→空气，当入射角达到某个角度时折射角达到900，折射光完全消失。 师：我们考虑直边分界面上光的传播规律，从中可以得出什么结论？ （一）什么是全反射现象？ 引导学生回答：①光从玻璃射入空气时，当入射角大于或等于某一个角度时，折射角达到900，折射光完全消失，只剩下反射光的现象。②临界角：光从玻璃射向空气时，当折射角达到900时的入射角。 （二）产生全反射现象的条件是什么？ 引导学生回答：①光从玻璃→空气；②入射角≥临界角。 师：在实验2中，光从空气射向玻璃，虽然入射角增大，反射角和折射角都增大，反射光增强，折射光减弱，但只有量变过程并没有实现质变。而在实验1中，光从玻璃射向空气，随
光的反射、折射、全反射
光的反射、折射、全反射 【学习目标】 1．通过实例分析掌握光的反射定律与光的折射定律． 2．理解折射率的定义及其与光速的关系． 3．学会用光的折射、反射定律来处理有关问题． 4．知道光疏介质、光密介质、全反射、临界角的概念． 5．能判定是否发生全反射，并能分析解决有关问题． 6．了解全反射棱镜和光导纤维． 7．明确测定玻璃砖的折射率的原理． 8．知道测定玻璃砖的折射率的操作步骤． 9．会进行实验数据的处理和误差分析． 【要点梳理】 要点一、光的反射和折射 1．光的反射现象和折射现象 如图所示，当光线入射AO 到两种介质的分界面上时，一部分光被反射回原来的介质，即反射光线OB ，这种现象叫做光的反射．另一部分光进入第二种介质，并改变了原来的传播方向，即光线OC ，这种现象叫做光的折射现象，光线OC 称为折射光线．折射光线与法线的夹角称为折射角（2θ）． 2．反射定律 反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角． 3．折射定律 （1）内容：折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧．入射角的正弦跟折射角的正弦成正比．即 1 2 sin sin θθ=常数．如图所示．
也可以用 sin sin i n r =的数学公式表达，n 为比例常数．这就是光的折射定律． （2）对折射定律的理解： ①注意光线偏折的方向：如果光线从折射率（1n ）小的介质射向折射率（2n ）大的介质，折射光线向法线偏折，入射角大于折射角，并且随着入射角的增大（减小）折射角也会增大（减小）；如果光线从折射率大的介质射向折射率小的介质，折射光线偏离法线，入射角小于折射角，并且随着入射角的增大（减小）折射角也会增大（减小）． ②折射光路是可逆的，如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的人射光线发生折射，定律中的公式就变为 12sin 1 sin n θθ=，式中1θ、2θ分别为此时的入射角和折射角． 4．折射率——公式中的n （1）定义． 实验表明，光线在不同的介质界面发生折射时．相同入射角的情况下．折射角不同．这意味着定律中的n 值是与介质有关的，表格中的数据，是在光线从真空中射向介质时所测得的n 值，可以看到不同介质的n 值不同，表明n 值与介质的光学性质有关，人们把这种性质称为介质的折射率．实际运用中我们把光从真空斜射人某种介质发生折射时，入射角1θ的正弦跟折射角2θ的正弦之比。，叫做这种介质的折射率：1 2 sin sin n θθ= ． （2）对折射率的理解． ①折射率与光速的关系：某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c 跟光在这种介质中传播速度v 之比，即c n v = ，单色光在折射率较大的介质中光速较小． ②折射率n 是反映介质光学性质的物理量，它的大小由介质本身及人射光的频率决定，与入射角、折射角的大小无关，“折射率与sin i 成正比，跟sin r 成反比”的说法和“折射率n 跟光速”成反比的说法是错误的． 5．视深问题 （1）视深是人眼看透明物质内部某物点时像点离界面的距离．在中学阶段，一般都是沿着界面的法线方向去观察，在计算时，由于入射角很小，折射角也很小，故有：111 222 sin tan sin tan θθθθθθ≈≈，这是在视深问题中经常用到的几个关系式． （2）当沿竖直方向看水中的物体时，“视深”是实际深度的 1 n 倍，n 为水的折射率． 6．玻璃砖对光的折射 常见的玻璃砖有半圆形玻璃砖和长方形玻璃砖．对于半圆形玻璃砖，若光线从半圆面射入，且其方向指向圆心，则其光路图如图甲所示．对于两个折射面相互平行的长方形玻璃砖，其折射光路如图乙所示，光线经过两次折射后，出射光线与入射光线的方向平行，但发生了侧移．物点通过玻璃砖亦可以成虚像．如图丙所示为其示意图．
高中物理选修3-4光的折射和全反射
第I卷（选择题） 请点击修改第I卷的文字说明 评卷人得分 一、选择题（题型注释） ~ 1.（单选）如图，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°，已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（） A. 2 B. 1.5 C. 3 D. 2 2. 如图所示是一种折射率 3 n的棱镜。现有一束光线沿MN方向射到棱镜的AB面上，入 射角的大小i＝60°，求： （ （1）光在棱镜中传播的速率； （2）画出此束光线进入棱镜后又射出棱镜的光路图，要求写出简要的分析过程。 3.（多选）一束光从空气射向折射率n=2的某种玻璃的表面，则下列说法正确的是:（） A．当入射角大于450时会发生全反射 B．无论入射角多大，折射角都不会超过450 C．入射角为450时，折射角为300 D．当入射角为arctan2时，反射光线跟折射光线恰好垂直 …
第II卷（非选择题） 请点击修改第II卷的文字说明 评卷人得分 二、填空题（题型注释） \ 4.直角玻璃三棱镜的截面如图所示，一条光线从AB面入射，ab为其折射光线，ab与AB 面的夹角α= 60°．已知这种玻璃的折射率n =2，则： ①这条光线在AB面上的的入射角为； ②图中光线ab （填“能”或“不能”）从AC面折射出去． 5.如图所示，一个用透明材料制成的截面为直角三角形的三棱镜ABC．现在有一束单色光从空气中以θ=45°的入射角自直角边AB射入，折射时的偏转角为15°，然后光线射到AC 面而刚好发生了全反射，则这种透明材料的折射率为________，全反射的临界角为_________，角∠A=________. ? 6.如图所示，用某种透光物制成的直角三棱镜ABC；在垂直于AC面的直线MN上插两枚大头针P1、P2，在AB面的左侧透过棱镜观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P1的像__________________，再在观察的这一侧先后插上两枚大头针P3、P4，使P3________，P4________.记下P3、P4的位置，移去大头针和三棱镜，过P3、P4的位置作直线与AB面相交于D，量出该直线与AB面的夹角为45°.则该透光物质的折射率n＝________，并在图中画出正确完整的光路图． 评卷人得分 ￥ 三、实验题（题型注释）
(整理)光的反射和折射
光的反射与折射 1．如图所示，落山的太阳看上去正好在地平线上，但实际上太阳已处于地平线以下，观察者的视觉误差大小取决于当地大气的状况。造成这种现象的原因是( ) A ．光的反射 B ．光的折射 C ．光的直线传播 D ．小孔成像 答案：B 解析：太阳光线进入大气层发生折射，使传播方向改变，而使人感觉太阳的位置比实际位置偏高。 2．在水中的潜水员斜看岸边的物体时，看到的物体( ) A ．比物体所处的实际位置高 B ．比物体所处的实际位置低 C ．跟物体所处的实际位置一样高 D ．以上三种情况都有可能 答案：A 解析：根据光的折射定律可知A 项正确。 3．关于折射率，下列说法中正确的是( ) A ．根据 sin θ1 sin θ2 ＝n 可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比 B ．根据sin θ1 sin θ2＝n 可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比 C ．根据n ＝c v 可知，介质的折射率与介质中的光速成反比 D ．同一频率的光由第一种介质进入第二种介质时，折射率与波长成反比
答案：CD 解析：介质的折射率是一个表明介质的光学特性的物理量，由介质本身决定，与入射角、折射角无关。由于真空中光速是个定值，故n 与v 成反比正确，这也说明折射率与光在该介质中的光速是有联系的，由v ＝λf ，当f 一定时，v 正比于λ。n 与v 成反比，故折射率与波长λ也成反比。 4．(2012·大连质检)一束光线从空气射向折射率为1.5的玻璃内，入射角为45°，下面光路图中正确的是( ) 答案：C 解析：光在两介质的界面上通常同时发生反射和折射，所以A 错误；由反射定律和反射角为45°，根据折射定律n ＝sin θ1 sin θ2得θ1>θ2，故B 错误；C 正确，D 错误。 5. 如图所示，S 为点光源，MN 为平面镜。(1)用作图法画出通过P 点的反射光线所对应的入射光线；(2)确定其成像的观察范围。 解析：这是一道关于平面镜成像问题的题目，主要考查对平面镜成像规律的认识，平面镜成像的特点是：等大正立的虚像。方法是先确定像点的位置，然后再画符合要求的光线以及与之对应的入射光线。
高三物理第三册全反射
19.3全反射 【教学目的】 1、全反射现象及其发生条件 2、临界角的计算 3、全反射的应用 【教学重点】全反射现象及其发生条件 【教学难点】综合光路可逆知识和三角函数常识求解临界角、理解发生全反射的条件 【教学难点】激光器、半圆形玻璃砖、模拟光导纤维 【教学过程】 ○、复习&引入 复习启发：我们才作过“测定玻璃折射率”的实验，请同学们回忆一下，当入射角非常接近90°时，我们做实验观察时有什么感觉？ ☆学生：比较难以看清P1和P2两颗针。 为什么会出现这种现象呢？还是让我们回到相关的物理学史。原来，物理学家们在探讨光的折射的方向规律时，也探讨过能量分配的规律。下表是斯涅尔测量的、光线从空气射入玻璃界面时，反射光和折射光的能量分配情况—— 入射角入射光线能量为(100％) 反射光线能量折射光线能量 0°100％ 4.7％95.3％ 30°100％ 4.9％95.1％ 60°100％9.8％90.2％ 80°100％39％61％ 90°100％100％0％从这个表格的数据，同学们可以发现什么规律？ ☆学生：随着入射角的增大，反射光的能量分配加大，而折射光的能量分配减小。 事实上，这种能量的分配情况在交换介质之后，还会出现更加有趣的情形—— 一、全反射 为了方便表达全反射的规律，这里先介绍两个新的名词—— 1、光疏介质和光密介质 光疏介质：两种介质中折射率较小的介质叫做光疏介质。 光密介质：两种介质中折射率较大的介质叫做光密介质。 很显然，这是一个通过相互比较得出的概念，所以没有绝对的光疏介质和绝对的光密介质。 示例：水和空气比较；水和金刚石比较… 提问1：光线从光疏介质传播到光密介质比较，传播速度会怎样变化？ ☆学生：v疏＞v密 提问2：光线从光疏介质传播到光密介质比较，传播方向有什么规律？ ☆学生：折射角小于入射角。（反之，折射角大于入射角。） 提问3：光密介质的密度是不是一定比光疏介质大？
高中物理选修3-4全反射教案
13.2 全反射 【教学过程】 （一）引入新课 让学生甲到黑板前完成图1及图2两幅光路图（完整光路图） 图1 图2 （估计学生甲画图时会遗漏反射光线） 师：光在入射到空气和水的交界面处时，有没有全部进入水中继续传播呢？ 生：有一部分被反射回去。 （学生甲补画上反射光线） 师：很好。甲同学正确地画出了光从空气进入水中时的折射角… 生：小于入射角。 师：光从水中进入空气时，折射角… 生：大于入射角。 师：对。那么如果两种介质是酒精和水呢？请乙同学到前面来完成光路图。 图3 图4 学生乙顺利完成两图。 （二）进行新课
1．光密介质和光疏介质 （1）给出光密介质和光疏介质概念。 （2）让学生指出图1中的光密介质和光疏介质，再指出图2中的光密介质和光疏介质。让学生自己体会出一种介质是光密介质还是光疏介质其实是相对的。 （3）（投影片出示填空题） 光从光疏介质进入光密介质，折射角________入射角；光从光密介质进入光疏介质，折射角________入射角。 （本题让学生共同回答） 2．全反射 （设置悬念，诱发疑问） 师：在图2和图3中，折射角都是大于入射角的。设想，当入射角慢慢增大时，折射角会先增大到90°，如果此时我们再增大入射角，会怎么样呢？ （这时可以让学生自发议论几分钟） 生甲：对着图2说，可能折射到水中吧？。 师：可能会出现图5这种情况吗？ （其余学生有的点头，有的犹疑） 生乙：应该没有了吧？ 生丙：最好做实验看看。 师：好，那就让我们来做实验看看。 （1）出示实验器材，介绍实验。 师：半圆形玻璃砖可以绕其中心O在竖直面内转动如图6所示，入射光方向不变始终正对O点入射。 图 7 图8
光的直线传播光的反射光的折射 全反射
练习三十四 光的直线传播 光的反射 光的折射 全反射 选择题部分共10小题，每小题6分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确. 1. 某台钟钟面上没有数字，只有刻度线.图示是从平面镜里面看到的钟的像， 则此时指针指的时刻是( ) A.1点20分 B.11点20分 C.10点40分 D.10点20分 答案：C 2.在没有月光的夜晚，一个池面较大的水池底部中央有一盏灯(可看做点光 源)，小鱼在水中游动，小鸟在水面上飞翔.设水清澈且水面平静，则下列说法正 确的是( ) A.小鸟向下方水面看去，看到水面中部有一个圆形区域是暗的，周围是亮的 B.小鱼向上方水面看去，看到水面中部有一个圆形区域是亮的，周围是暗的 C.小鱼向上方水面看去，可以看到灯的像，像的位置与鱼的位置无关 D.小鸟向下方水面看去，可以看到灯的像，像的位置与鸟的位置无关 解析：小鸟、小鱼看到的都是灯的像，而不是圆形区域；小鱼看到的是反射成像，像与物以反射面为对称面，像的位置与小鱼的位置无关；小鸟看到的是折射成像，像的位置与小鸟的位置有关 答案：C 3.一人从街上路灯的正下方经过，看到自己头部的影子刚好在自己脚下.如果此人以不变的速度朝前走，则他头部的影子相对于地的运动情况是( ) A.匀速直线运动 B.匀加速直线运动 C.变加速直线运动 D.无法确定 解析： 设灯高为H ，人高为h ，如图所示.人以速度v 从O 点经任意时 间t 到达位置A 处，即OA ＝vt .由光的直线传播知头影在图示B 处， 由几何知识得： h H ＝AB OB ＝OB －OA OB OB ＝H H －h ·OA ＝H H －h vt 故头影的速度为：v ′＝OB t ＝H H －h v 因为H 、h 、v 都是确定的，故v ′亦是确定的.即头影的运动就是匀速直线运动. 答案：A 4.一光线以30°的入射角从玻璃中射到玻璃与空气的界面上，它的反射光线与折射光线的夹角为90°，则这块玻璃的折射率为( ) A.0.866 B.1.732 C.1.414 D.1.500 解析：作出反射和折射的光路图如图所示.θ1为玻璃中的入射角，θ1′为反射角，θ2为空气中的折射角.根据折射率的定义和光路可逆原理可求解. 由光的反射定律可得： θ1′＝θ1＝30° 由几何知识得： θ2＋θ1′＝180°－90°＝90° 则θ2＝90°－θ1′＝60° 光从AO 入射后从OC 折射出，根据光路可逆原理，如果光从CO 入 射一定从OA 折射，这时空气中的入射角θ2，玻璃中的折射角为θ1，所以 有：
11-19年高考物理真题分专题汇编之专题99.全反射
第99节 全 反 射 1.【2019年物理江苏卷】如图所示，某L 形透明材料的折射率n =2．现沿AB 方向切去一角，AB 与水平方向的夹角为θ．为使水平方向的光线射到AB 面时不会射入空气，求θ的最大值． 【答案】60θ?= 【解析】 【详解】要使光线不会射入空气，即发生全反射，设临界角为C ，即有： 1sin C n = 由几何关系得： 90C θ?+= 联立解得：60θ?= 。 2. 2014年理综四川卷 3．如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形玻璃缸底有一发光小球，则：（ ） A ．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球 B ．小球所发的光能从水面任何区域射出 C ．小球所发的光频率变大 D ．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大 【答案】D 【解析】光从水中进入空气，只要在没有发生全反射的区域，都可以看到光线射出，所以A 、B 错误；光的频率是由光源决定与介质无关，所以C 错误；由n=c/v 得，光从水中进入空气后传播速度变大，所以D 正确。 3. 2014年理综福建卷 13．如图，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图的是 （ ） O O C O O
答案：A 解析：光从空气进入玻璃，在分界面上会发生折射，且折射角小于入射角，故选项B 、D 错误；光从玻璃进入空气，折射角应大于入射角，所以C 错；若满足入射角大于临界角的情况，则会发生全反射，故A 正确。 4.2013年浙江卷 16．与通常观察到的月全食不同，小虎同学在2012年12月10日晚观看月全食时，看到整个月亮是暗红的。小虎画了月全食的示意图，并提出了如下猜 想，其中最为合理的是 A ．地球上有人用红色激光照射月球 B ．太阳照射到地球的红光反射到月球 C ．太阳光中的红光经地球大气层折射到月球 D ．太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹 答案：C 解析：因大气层对红光的折射率较小，红光发生全反射的临界角较大，而其他色光的临界角较小，因此在同等条件下，红光比较难发生全反射，红光经大气层折射到月球，再经月球反射回地球，因此月球呈现暗红色。此题考查学生的推理能力和对知识的理解能力。 5.2013年天津卷 8．固定的半圆形玻璃砖的横截面如图。O 点为圆心，OO ′为直径MN 的垂线。足够大的光屏PQ 紧靠玻瑞砖右侧且垂直于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θ较小时，光屏NQ 区城出现两个光斑，逐渐增大θ角．当θ= α时，光屏NQ 区城A 光的光斑消失，继续增大θ角，当θ=β时，光屏NQ 区域B 光的光斑消失，则 A ．玻璃砖对A 光的折射率比对 B 光的大 B ．A 光在玻璃砖中传播速度比B 光的大 C ．α <θ<β时，光屏上只有1个光斑 D ．β<θ<π/2时，光屏上只有1个光斑 【答案】AD 【解析】本题主要考察几何光学和物理光学的基础知识应用。 根据题干描述“当θ =α时，光屏NQ 区域A 光的光斑消失，继续增大θ角，当θ=β时，光屏NQ 区域B 光的光斑消失”，结合发生全反射的临界角C 满足：sin C = 1/ n 可知，A 选项“玻璃砖对A 光的折射率比对B 光的大”正确； B 选项错误，由n = c / v ，结合A 选项可知； C 选项错误，当α < θ < β 时，B 光尚未发生全反射现象，故光屏上应该看到2个亮斑，其中包含NP 侧的反射光斑（A 、B 重合）以及NQ 一侧的B 光的折射光线形成的光 Q 月球
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