光的折射全反射现象教案
教学过程
考点1 光的折射和全反射
1.（09·全国卷Ⅰ·15）某物体左右两侧各有一竖直放置的平面镜，两平面镜相互平行，物体距离左镜4m，右镜8m，如图所示，物体在左镜所成的像中从右向左数的第三个像与物体的距离是（ B ）
A．24m
B．32m
C．40m
D．48m
解析：本题考查平面镜成像.从右向左在左镜中的第一个像是物体的像距离物体8cm,第二个像是物体在右镜所成像的像,第3个像是第一个像在右镜中的像在左镜中的像距离物体为32cm.
2.（09·全国卷Ⅱ·21）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边折射出束宽度与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：本题考查光的折射和全反射.宽为AB的平行光进入到玻璃中直接射到BC面,
入射角为45o
>临界角5
.11
arcsin
=θ,所以在BC 面上发生全反射仍然以宽度大小为AB 长度的竖直向下的平行光射到AC 圆弧面上.根据几何关系可得到在屏上的亮区宽度小于AB 的长度,B 对.D 正确。
3.（09·广东物理·14）（1）在阳光照射下，充满雾气的瀑布上方常常会出现美丽的彩虹。彩虹是太阳光射入球形水珠经折射、内反射，再折射后形成的。光的折射发生在两种不同介质的 上，不同的单色光在同种均匀介质中 不同。
答案：（1）界面，传播速度
4.（09·四川·21）如图所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r ，外圆半径为R ，R ＝2r 。现有一束单色光垂直于水平端面A 射入透明柱体，
只经过两次全反射就垂直于水平端面B 射出。设透明柱体的折射率为n ，光在透明柱体内传播的时间为t ，若真空中的光速为c ，则 （ AB ）
A. n 可能为3
B. n 可能为2
C. t 可能为
22r c D. t 可能为4.8r
c
解析：只经过两次全反射可知第一次入射角为45°，反射光路图如右图所示。根据全反射可知临界角C ≤45°，再根据n ＝
1
sin C
可知n ≥2；光在透明柱体中运动路程为L ＝4r ，运动时间为t ＝L/V ＝4nr/c ，
则t ≥42r/c ，CD 均错。
5.（09·浙江·18）如图所示，有一束平行于等边三棱镜
截面ABC 的单色光从空气射向E 点，并偏折到F 点，已知入射
方向
与边AB 的夹角为o 30=θ，E 、F 分别为边AB 、BC 的中点，则（ AC ）
A ．该棱镜的折射率为3
B ．光在F 点发生全反射
C ．光从空气进入棱镜，波长变小
D ．从F 点出射的光束与入射到
E 点的光束平行
解析：在E 点作出法结线可知入射角为60o ，折射角为30o ，折射率为3；由光路的可逆性可知，在BC 边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，B 错；由公式
n
空气
介λλ=
，可知C 对；三棱镜两次折射使得光线都向底边偏折，不会与入射到E 点的
光束平行，故D 错。
6.（09·山东·37） （物理——物理3-４）（2）一束单色光由左侧时的清水的薄壁圆柱比，图2为过轴线的截面图，调整入射角α，光线拾好在不和空气的界面上发生全反射，已知水的折射角为
3
4，α的值。
α
解析：（2）当光线在水面发生全放射时有1
sin C
n
=，当光线从左侧射入时，由折
射定律有sin
sin()
2
n
C
α
π
=
-
，联立这两式代入数据可得7
sin
3
α=。
考点：光的折射和全放射
7.（09·江苏物理·12.B）（1）如图甲所示，强强乘电梯速度为0.9c（c为光速）
的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为。（填写选项前的字母）
（A）0.4c （B）0.5c （C）0.9c （D）1.0c
（3）图丙是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片，照相机的镜头竖直向上。照片中，水利方运动馆的景象呈现在半径11
r cm
=的圆型范围内，水面上的运动员手到脚的长度10
l cm
=，若已知水的折射率为4
3
n=，请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深h，（结果保留两位有效数字）
答案：（1）D ；（3）设照片圆形区域的实际半径为R ,运动员的实际长为L 折射定律?=sin90nsin α
几何关系l
L r R h R R =+=
,
sin 2
2α 得r l
L n h ·12-=
取m L 2.2=，解得)(1.2m h =（m 6.2~6.1都算对）
解析：（1）根据爱因斯坦相对论，在任何参考系中，光速不变。D 项正确。
(3)根据题意能画出光路图，正确使用物象比解决本题的关键。 设照片圆形区域的实际半径为R ,运动员的实际长为L ，光路如图： 折射定律 ?=sin90nsin α 几何关系
l
L r R h R R =+=
物象比
,sin 2
2α
得r l
L n h ·12-=
取m L 2.2=，解得)(1.2m h =
（本题为估算题，在取运动员实际长度时可以有一个范围，但要符合实际，故求得h 值可以不同m 6.2~6.1均可）
8.（09·海南物理·18.（1））如图，一透明半圆柱体折射率为2n =，半径为R 、长为L 。一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入，从部分柱面有光线射出。球该部分柱面的面积S 。
解析：半圆柱体的横截面如图所示，'OO 为半径。设从A 点入射的光线在B 点处恰好满足全反射条件，由折射定律有
sin 1n θ=
式中，θ为全反射临界角。由几何关系得
'OO B θ∠ ②
2'S RL O OB =?∠ ③ 代入题所给条件得
3
S RL π
=
④
9.（09·宁夏·35.（2））一棱镜的截面为直角三角形ABC ，∠A=30o ，斜边AB ＝a 。棱镜材料的折射率为n =
。在此截面所在的平面内，一
条光线以45o 的入射角从AC 边的中点M 射入棱镜射出的点的位置（不考虑光线沿原来路返回的情况）。
折射定律和全反射习题
1、夏日的白天,在大树下乘凉时,经常发现在树阴中间有许多圆形亮斑.关于其原因下列说法正确的是
A.大树的缝隙是圆的,所以地面上有许多圆斑
B.是很多树叶将太阳光反射到地面形成的圆斑
C.这是经很多不规则的树叶缝隙所形成的太阳的像
D.这是太阳光经树叶缝隙衍射形成的
2、酷热的夏天，在平坦的柏油公路上你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，还能看到远处车、人的倒影。但当你靠近“水面”时，它也随你的靠近而后退。对此现象正确解释是（）
A．同海市蜃楼具有相同的原理，是由于光的全反射造成的
B．“水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉
C．太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率大，发生全反射
D．太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率小，发生全反射
3、对于某单色光,玻璃的折射率比水大,则此单色光在玻璃中传播时
A.其速度比在水中大,其波长比在水中长
B.其速度比在水中大,其波长比在水中短
C.其速度比在水中小,其波长比在水中短
D.其速度比在水中小,其波长比在水中长
4、一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气,在界面上的入射角为45°.下面四个光路图中正确的是
45
45
45
45
o
o
o
o
空气
空气
空气
空气
玻璃
玻璃
玻璃
玻璃
A
B
D
5、一束平行单色光从真空射向一块半圆形的玻璃块，入射方向垂直直径平面，如图已知该玻璃的折射率为2，下列判断中正确的是： A ．所有光线都能通过玻璃块
B ．只有距圆心两侧R/2范围内的光线才能通过玻璃块
C ．只有距圆心两侧R/2范围内的光线不能通过玻璃块
D ．所有光线都不能通过玻璃块
6、如图7所示，入射光线1经45°的直角三棱镜折射，反射后，沿着与入射光相反的方向射出，如图中光线Ⅱ所示，现将棱镜顺时针方向转过一个小角α，如图7虚线所示，则
A ．出射光线应与光线Ⅰ平行
B ．出射光线也顺时针方向转过α角
C ．出射光线逆时针方向转过α角
D ．出射光线顺时针方向转过2α角
7、如下图4所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC ，两者的AC 面是平行放置的，在它们之间是均匀的未知透明介质．一单色细光束O 垂直于AB 面入射，在图示的出射光线中
A ．1、2、3（彼此平行）中的任一条都有可能
B ．7、8、9（彼此平行）中的任一条都有可能
C ．4、5、6（彼此平行）中的任一条都有可能
A A
B B
C C O
1
23456789
D ．只能是4、6中的某一条
8、两束平行的细激光束,垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上,如图所示.已知其中一条光线沿直线穿过玻璃,它的入射点是O ;另一条光线的入射点为A ,穿过玻璃后两条光线交于P 点.已知玻璃截面的圆半径为R ,OA =
2
R
,OP =3R .求玻璃材料的折射率.
O
A P
9、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 （ ） A. 从BC 边折射出束宽度与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
10、如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC 的单色光从空气射向E 点，并偏折到F 点，已知入射方向与边AB 的夹角为o 30=θ，E 、F 分别为边AB 、BC 的中点，则（ ）
A ．该棱镜的折射率为3
B．光在F点发生全反射
C．光从空气进入棱镜，波长变小
D．从F点出射的光束与入射到E点的光束平行
11、假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况
相比（）
A．将提前 B．将延后
C．在某些地区将提前，在另一些地区将延后 D．不变
12、如图所示，两细束平行的单色光a、b射向同一块玻璃砖的上表面，最终都从玻璃砖的下表面射出．已知玻璃对单色光a的折射率较小，那么下列说法中正确的有（）
A．进入玻璃砖后两束光仍然是平行的
B．从玻璃砖下表面射出后，两束光都保持和入射时平行
C．从玻璃砖下表面射出后，两束光之间的距离一定减小了
D从玻璃砖下表面射出后，两束光之间的距离可能和射入前相同
13、如图所示，透明介质球的半径为R，光线DC平行于直径AB射到介质球的C点，DC与AB的距离H=0．8R。
（1）试证明：DC光线进入介质球后，第一次再到达介质球的界面时，在界面上不会发生全反射（要求说明理由）；
（2）若DC光线进入介质球后，第二次再到介质球的界面时，从球内折射出的光线与入射光线DC平行，求介质球的折射率。
14、如图，一束波长为λ0的红光，从空气中垂直于三棱镜的AB 面入射，从AC 面射出
方向如图所示．则玻璃对红光的折射率、红光在玻璃中的传播速度、红 光在玻璃中的波长各是多少？
15、如图所示，△ABC 为一直角三棱镜的截面，其顶角θ=30°，P 为垂直于直线BCD 的
光屏，现一宽度等于AB 的单色平行光束垂直射向AB 面，在屏P 上形成一条宽度
等于3
2
AB 的光带，试作出光路图并求棱镜的折射率。
14、一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A=30o，斜边AB＝a。棱镜材料的折射率为n=。在此截面所在的平面内，一条光线以45o的入射角从AC
边的中点M射入棱镜射出的点的位置（不考虑光线沿原
来路返回的情况）。
15、图为用透明物质做成的空心球，其折射率为n，内、外半径分别为a、b，且b>>a．内表面涂上能完全吸光的物质．当一束平行光射向此球时被内表面吸收掉的光束在射进空心球前的横截面积
16、半径为R的玻璃半圆柱体，横截面如图所示，圆心为O。两条平行单色红光沿截面射向圆柱面方向与底面垂直。光线1的入射点A为圆柱面的顶点，光线2的入射点B，∠AOB＝60?，已知该玻璃对红光的折射率n＝3。
（1）求两条光线经柱面和底面折射后交点与O点的距离d。
（2）若入射的是单色蓝光，则距离d将比上面求得的结果大还是小？