专题十八光的反射和折射.doc

易考网络（高考版）最新高考试卷、复习课件免费下载 专题十八 光的反射和折射重点难点1.平面镜的作用(1)平面镜改变光的传播方向，而不改变光束的性质(2)平面镜成像的特点：等大、正立、虚像、物像关于镜面对称2.成像作图要规范化射向平面镜的入射光线和反射光线要用实线，并且要用箭头标出光的传播方向反射光线的反向延长线只能用虚线，虚线上不能标箭头镜中的虚像是物体射到平面镜上所有光线的反射光线反向延长后相交形成的，在成像作图中，可以只画两条光线来确定像点法线既与界面垂直，又是入射光线与反射光线夹角的平分线平面镜转过一个微小的角度，法线也随之转过角，反射光线则偏转2角.3.光的折射定律折射光线跟入射光线在同一平面内，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，n =.4.折射率光从真空射入某种介质，入射角的正弦与折射角正弦之比为定值叫做介质的折射率，表示为n=.实验和研究证明，某种介质的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之比，即n=5.全反射和临界角全反射的条件：光从光密介质进入光疏介质；入射角大于或等于临界角临界角：使折射角等于90时的入射角，某种介质的临界角用sinC=计算.6.用折射定律分析光的色散现象分析、计算时，要掌握好n的应用及有关数学知识，着重理解两点：其一，光的频率(颜色)由光源决定，与介质无关；其二，同一介质中，频率越大的光折射率越大，再应用n=等知识,就能准确而迅速地判断有关色光在介质中的传播速度、波长、入射光线与折射光线偏折程度等问题.规律方法【例1】(05年高考广东)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.目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络.下列说法正确的是 (AD)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【例2】(05年高考黑蒙桂)一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示.设玻璃对a、b的折射率分别为na和nb，a、b在玻璃中的传播速度分别为a和b，则 (AD) A. nanb B. nanb C. ab D. ab 训练题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1、2，已知12. 用n1、n2分别表示水对两单色光的折射率，1、2分别表示两单色光在水中的传播速度，则 ( B )A. n1n2, 12 B. n1n2, 12C. n1n2，12 D. n1n2, 12【例3】(05年高考广东)如图一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象，下列说法正确的是( B ) A. 红光的偏折最大，紫光的偏折最小B. 红光的偏折最小，紫光的偏折最大C. 玻璃对红光的折射率比紫光大D. 玻璃中紫光的传播速度比红光大训练题1如图所示，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 ( B )A. 1、2、3(彼此平行)中的任一条都有可能 B. 4、5、6(彼此平行)中的任一条都有可能C. 7、8、9(彼此平行)中的任一条都有可能 D. 只能是4、6中的某一条 训练题2 (05年高考辽宁)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.图中哪个光路图可能是正确的 ( B )【例4】为了观察门外情况，有人在门上开一小圆孔，将一块圆柱形玻璃嵌入其中，圆柱体轴线与门面垂直如图所示.从圆柱底面中心看出去，可以看到的门外入射光线与轴线间的最大夹角称做视场角.已知该玻璃的折射率为n,圆柱长为l,底面半径为r，则视场角是 ( B )A.arcsin B.arcsinC.arcsin D.arcsin训练题(04年高考皖、闽)图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n=,若不考虑原入射光在bc面上的反射光，则有光线 ( BD )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 能力训练30BAC1(06年天津)如图所示，直角三角形ABC为一透明介质制成的三棱镜的截面，且A=30，在整个AC面上有一束垂直于它的平行光线射入，已知透明介质的折射率n2，以下关于光线经过各个界面出射情况的说法正确的判断是BCDA一定有光线垂直于AB面射出B光线一定不会由AB面射出C一定有光线垂直于BC面射出D一定有光线垂直于AC面射出2(05年无锡)如图激光液面控制仪的原理是：固定的一束激光AO以入射角i照射到水平液面上，反射光OB射到水平放置的光屏上，屏上用光电管将光讯号转换为电讯号，电讯号输入控制系统来控制液面的高度，若发现光点在屏上向右移动了s距离，射到B点，则液面的高度变化是 ( D )A.液面降低 B.液面升高 C.液面降低 D.液面升高 3 (06年如东)检查视力时人与视力表之间的距离应为5m，现因屋子太小而使用一个平面镜，视力表到镜子的距离为3m，如图所示，那么人到镜中的视力表的距离和人到镜子的距离分别为 ( A )A.5m,2m B.6m,2m C 4.5m,1.5m D.4m,1m MNQP4 (06年北京东城区)如图所示，半圆形玻璃砖的半径为R，直径MN，一细束白光从Q点垂直于直径MN的方向射入半圆形玻璃砖，从玻璃砖的圆弧面射出后，打到光屏P上，得到由红到紫的彩色光带。已知QM= R/2。如果保持入射光线和屏的位置不变，只使半圆形玻璃砖沿直径方向向上或向下移动，移动的距离小于R/2，则有 （ D ）A半圆形玻璃砖向上移动的过程中，屏上红光最先消失B半圆形玻璃砖向上移动的过程中，屏上紫光最先消失C半圆形玻璃砖向下移动的过程中，屏上红光最先消失D半圆形玻璃砖向下移动的过程中，屏上紫光最先消失5(06年哈尔滨)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（ CD ）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6(05年江西)如图所示，水盆中盛有一定深度的水，盆底处水平放置一个平面镜，平行的红光束和蓝光束斜射入水中，经平面镜反射后，从水面射出并分别投射到屏MN上两点，则有 ( B )A从水面射出的两束光彼此平行，红光投射点靠近M端B从水面射出的两束光彼此平行，蓝光投射点靠近M端C从水面射出的两束光彼此不平行，红光投射点靠近M端D从水面射出的两束光彼此不平行，蓝光投射点靠近M端 7(05年宾洲)一束可见光射到置于空气中的平行玻璃砖上，穿过玻璃砖后从下表面射出，变为a、b两束平行单色光，如图所示.如果光束b是蓝光，则光束a可能是 ( D ) A.红光 B.黄光 C.绿光 D.紫光8(05年徐州)一块透明的光学材料，AB为其一个端面，建立平面直角坐标系如图甲所示，设该光学材料的折射率沿y轴正方向(即BA方向)均匀减小，有一光线PO从真空中以某一入射角射向O点，并进入该材料的内部，则该光线在光学材料内都可能的传播路径是图乙中的 ( D )9(05年南通)如图所示，一个棱镜的顶角为=41.30,一束白光以较大的入射角从棱镜的左侧面射入，在光屏上形成从红到紫排列的彩色光带，各色光在棱镜中的折射率和临界角见表.当入射角逐渐减小到0的过程中，彩色光带的变化情况是 ( A )色光红橙黄绿蓝紫折射率1.5131.5141.5171.5191.5281.532临界角41.37041.34041.23041.17040.88040.750 A.紫光最先消失，最后只剩红光、橙光B.紫光最先消失，最后只剩红光、橙光、黄光C.红光最先消失，最后只剩紫光D.红光最先消失，最后只剩紫光、蓝光10(05年济南)如图所示为一盛水容器，容器底部M处安装一盏射灯，当容器中不盛水时，从容器上方看到在容器右壁S处有一个光斑，若往容器中加水使水面升到图中a处时，从容器上方看到的光斑位于容器右壁P处;若继续往容器中加水使水面升到图中b处时，从容器上方看到的光斑位于容器右壁Q处，则 ( C )A.P和Q都在S的下方B.P和Q都在S的上方C.P在S的下方,Q在S的上方D.P在S的上方，Q在S的下方 11(05年天星)MN是空气与某种液体的分界面，一束红光由空气射到分界面，一部分光线被反射，一部分光线进入液体中，当入射角是45时，折射角为30，如图所示，以下判断正确的是 ( C )A.反射光线与折射光线的夹角为90B.该液体对红光的全反射临界角为60C.在该液体中，红光的传播速度比紫光大D.紫光以同样的入射角从空气射到分界面，折射角也是30 12 (05年南宁)人在水面上观察正下方水中的红、橙、黄、绿、兰、靛、紫七种颜色的小彩灯，看到它们是在水面下同一深度处排成一行，则可以判断 ( A )A.紫色灯的实际位置最深，且比看到的位置深些B.紫色灯的实际位置最深，且比看到的位置浅些C.红色灯的实际位置最深，且比看到的位置深些D.红色灯的实际位置最深，且比看到的位置浅些13 (05年开封)如图所示，用一临界角为42的玻璃制成一直角三棱镜AB，B=15，C=90，一条光线垂直于AC面入射，它在棱镜内发生全反射的次数为 ( B )A.2次 B.3次 C.4次 D.5次14 (05年北京西城区)据报道：2008年北京奥运会，光纤通信网将覆盖所有奥运场馆，为各项比赛提供安全可靠的通信服务.光纤通信利用光的全反射将大量信息高速传输.如图6-23-22所示，一条圆柱形的光导纤维，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，若光从它的一端射入经全反射后从另一端射出所需的最长时间为t，则下列说法正确的是(图中所标的为全反射的临界角，其中sin=)( B ) A.n1n2, t= B.n1n2,t= C.n1n2,t= D.n1n2,t=15(06年如东)据1951年，物理学家发现了“电子偶数”,所谓“电子偶数”就是由一个负电子和一个正电子绕它们连线的中点旋转形成的相对稳定的系统。已知正，负电子的质量均为m,普朗克常数为h,静电常量为k。(1) 若正负电子是由一个光子和核场作用产生的，且相互作用过程中核场不提供能量，则此光子的频率必须大于某个临界值，此临界值为多大？(2) 假设“电子偶数”中，正负电子绕它们连线的中点做匀速圆周运动的轨道半径r,运动速度v及电子质量满足波尔的轨道量子化理论：2mvnrn=nh/2,n =1,2,。“电子偶数”的能量为正负电子运动的动能和系统的电势能之和，已知两正负电子相距L时系统的电势能为Ep=-ke2/L。试求n=1时“电子偶数”的能量(3) “电子偶数”由第一激发态跃迁到基态发出的光子的波长为多大?答案：(1)由题意 2mec2=h 所以 (2) “电子偶数”绕质量中心(即几何中心)转动,则 故 “电子偶数”的总动能Ek=2 又已知其电势能, “电子偶数”的总能量E总=Ek+E= 根据波尔的轨道量子化理论 可得 由得 代入即有E总= 在n=1时有E总= (3) “电子偶数”从第一激发态(n=2)跃迁至基态时,放出能量,由可得E=E总-E总故由E=得 。 6