高中物理 第十三章 1 光的折射教材梳理教案 新人教版选修3-4

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1 光的折射课堂互动三点剖析1.光的折射现象和折射定律.光的折射现象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.注意:当光垂直于两种介质的界面入射时，入射光线和折射光线都与界面垂直，折射光线与入射光线同向，这是一种特殊现象。

折射定律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。

用公式表示为：n =21sin sin θθ 注意：上式是在光从空气斜射向介质的情况下推出的，θ1为入射角，θ2为折射角。

在折射现象中光路是可逆的。

2。

折射率以及折射率与光速的关系折射率n定义式：21sin sin θθ=n 概念：光从真空中射入某种介质时，入射角θ1的正弦与折射角θ2的正弦之比n ，叫做该种介质的绝对折射率，简称折射率。

注意：折射率的定义式为度量式，n 没有单位,且n>1。

折射率与光速的关系 vc n = 注意：光在真空中的速度跟在空气中的速度相差很小，通常情况下可以认为光从空气射入某种介质时入射角的正弦与折射角的正弦之比是那种介质的折射率。

各个击破【例1】 如图13—1—1所示，一束光线从空气射入介质，在界面上发生了反射和折射，入射点是O 点,则入射光线是_________;反射光线是_________；折射光线是_________。

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1 光的折射课堂探究一、对光的折射现象的理解1．光的方向：光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一般要发生变化，但并非一定要变化，当光垂直界面入射时,光的传播方向就不变化。

2．光的速度:光从一种介质进入另一种介质时，速度一定变化，当光垂直界面入射时，光的传播方向虽然不变，但也属于折射现象，因为光传播的速度发生了变化。

3．入射角与折射角的大小关系:光从一种介质进入另一种介质发生折射时，折射角与入射角的大小关系不要一概而论，要视两种介质的折射率大小关系而定。

4．折射率是反映介质的光学性质的物理量，它的大小由介质本身及入射光的频率决定,与入射角、折射角的大小无关。

解决光的折射问题时，应根据光在两种介质的界面上发生折射的规律，作出光路图，利用折射定律以及平面几何知识来处理光折射现象中的问题。

二、“相对折射率”与“绝对折射率”光从介质1射入介质2时，入射角θ1与折射角θ2的正弦之比叫做介质2对介质1的相对折射率，通常用n12表示。

若介质1是真空，则介质2相对真空的折射率叫做该介质的绝对折射率,通常用n表示。

设介质1的绝对折射率为n1，介质2的绝对折射率为n2则n12＝错误!＝错误!＝错误!＝错误!＝错误!，所以n1v1＝n2v2，或n1sin θ1＝n2sin θ2，由此可知光线偏折的方向。

（浙江专版）2018年高中物理第十三章光第1节光的反射和折射学案新人教版选修3-4编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（（浙江专版）2018年高中物理第十三章光第1节光的反射和折射学案新人教版选修3-4）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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第1节光的反射和折射[目标早知道]浙江选考·学习要求知识内容考试要求1.光的反射和折射加试c2。

全反射加试b3。

光的干涉加试c4.光的衍射加试b5.光的偏振加试b 6。

光的颜色、色散加试b 7。

激光加试a反射及反射定律1．光的反射光从一种介质射到它与另一种介质的分界面时,一部分光会返回到第一种介质的现象。

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。

［辨是非]（对的划“√”,错的划“×”）1．反射角与入射角成正比。

(×）2．光的反射现象中有时光不遵循反射定律.（×）3．在光的反射现象中，光路可逆。

(√)[释疑难·对点练]1．在光的反射现象中，要注意反射角与入射角是指光线与法线的夹角。

2．在光的反射现象中，光路可逆。

［试身手]1．如图所示,在房间内靠近墙角的天花板上有一面平面镜，在房间地板上的B点放一点光源S，通过平面镜的反射在竖直墙壁上出现一个光斑。

若要使墙壁上光斑的面积增大一些,下面的方法中可行的是( ）A．保持光源的位置不变,将平面镜绕过平面镜O点且垂直纸面的轴,沿顺时针方向转动一个小角度B．将光源沿地面向左移动一小段距离C．将光源沿地面向右移动一小段距离D．将光源竖直向上移动一小段距离解析:选B 如图所示，利用平面镜成像的对称特点，找出光源S通过平面镜所成的像S′，作出过平面镜边缘的入射光线BE和反射光线EF,则OF表示光斑的大小.A项中，将平面镜沿顺时针方向转动一个小角度，光源通过平面镜所成的像的位置下移，F点上移，会使光斑变小，故A错;B项中，减小了入射角和反射角,从而使F点下移，光斑变大,故B对；同理分析可知C错;D项中,将光源竖直向上移动一小段距离，则像点下移，使F点上移，会使光斑变小，D 错。

我们生活在五彩缤纷的世界里,生活在光的世界中。

毛泽东在他的词《菩萨蛮·大柏地》中写道:“赤橙黄绿青蓝紫,谁持彩练当空舞?”“彩练”是指雨后天空出现的彩虹,这是太阳光在通过空中的雨滴时,发生折射而色散的结果。

大诗人李白在他的《梦游天姥吟留别》中写道:“海客谈瀛洲,烟涛微茫信难求。

”意思是传说中的东海仙山实在难找,也有人认为这是指“海市蜃楼”,其实这是光发生全反射的结果。

光现象与我们的生活密不可分,如图所示,插入水杯中的筷子“弯曲”了,雨后马路上积水表面的油膜呈现出五颜六色,家用宽带用光纤送入……这一章我们将从光的反射、折射开始,学习光的干涉、衍射、激光的特性及应用等知识。

让我们一起打开光学的大门,在光学世界的殿堂中遨游吧!课时13.1光的反射和折射1.认识光的反射及折射现象,知道法线、入射角、反射角、折射角的含义。

2.理解反射和折射定律,会利用折射定律解释相关光现象和计算有关问题。

3.理解折射率的概念,会测定玻璃的折射率。

重点难点:折射定律的应用和折射率的测量,以及折射定律与光路可逆原理相结合的应用。

教学建议:本节主要讲光的反射定律、折射定律和折射率的测定,教学中要充分重视。

折射是在初中学习的知识上的进一步深化;折射率是一个全新的知识点,它对于后面理解全反射非常重要。

在求解折射率时,切忌死套公式。

在教科书的结构上,先介绍折射定律和折射率,再引入实验和例题,体现从基本知识到实际应用的过程。

导入新课:雨过天晴,顺着太阳看去,可以看到含有红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的“鹊桥”,俗称“彩虹”。

你知道这“彩虹”是如何形成的吗?1.光的反射与反射定律(1)光的反射:光照射到两种介质的界面上,一部分返回①原来介质的现象。

(2)入射角与反射角:入射光线与②法线的夹角叫入射角,反射光线与③法线的夹角叫反射角。

(3)反射定律:在光的反射现象中,反射光线、入射光线和④法线在同一平面内,且反射光线与入射光线分别位于法线的两侧,反射角⑤等于入射角。

课题：光的反射与折射人教版3-4 第十三章第一节
3、一束光从某介质射入空气中时，入射角θ1=30°，折射角θ2=60°，折射光线如图7所示，那么以下说法中正确的选项是：
A 、此介质的折射率为3
3
B 、此介质的折射率为3
C 、光在此介质中的速度比在空气中小
D 、光在此介质中的速度比在空气中大
4、如图8所示，红色细光束a 射到折射率为
2的透明球外表，入射角为45°，在球的内壁
经过一次反射后，从球面射出的光线为b ，那么入射光线a 与出射光线b 之间的夹角α为( ) A 、30° B 、45° C 、60° D 、75°
5、如图9所示，半圆玻璃砖的半径R ＝10 cm ，折射率为n ＝3，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心O ，结果在程度屏幕MN 上出现了两个光斑．求两个光斑之间的间隔 ．L .
答案：由
r
i
n sin sin =
解得060=r ，两个光斑
之间的间隔。

13.1光的折射课前预习学案一、预习目标预习“光的折射”实验，了解折射定律的内容，知道折射率是如何定义的。

二、预习内容1.反射及反射定律（1）光的反射：光从一种介质射到它与另一种介质的______时，一部分光会返回到第一种介质的现象。

（2）反射定律：反射光线与入射光线、法线在______，反射光线与入射光线分别位于法线的______；反射角____入射角。

2、折射及折射定律（1）光的折射:光从一种介质照射到两种介质的________时，一部分光进入另一种介质的现象。

（2）折射定律：折射光线与入折射光线、法线处在________内，折射光线与入折射光线分别位于_________的两侧，_________与折射角θ2的正弦成正比，即________=n12（3）光路可逆性：在光的反射现象和折射现象中，光路都是_______的。

3、折射率：（1）定义：光从_________射入某种介质发生折射时，入射角θ1的________与折射角θ2的________之比，叫该介质的绝对折射率，简称折射率，用________表示。

（2）定义：n= _____。

（3）折射率与光速的关系：光在不同介质中的________不同，且都________光在真空中的传播速度；某种介质的折射率等于光在________的速度与光在________的速度之比，即n= _____。

三、提出疑惑同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中课内探究学案一、学习目标1．掌握光的反射及反射定律2．掌握光的折射及折射定律3．掌握介质的折射率的概念，了解介质的折射率与光速的关系。

二、学习过程(一光的折射及折射定律探究一：折射定律(1)折射的定律的内容是?(2)有折射一定有反射吗?(3)有反射一定有折射吗？探究二：折射率(1)折射率的定义及定义式是什么?(2)折射率一定是大于1的吗?(二)测定玻璃砖的折射率（1）实验中式如何确定大头针所该插的位置的？（2）在测定玻璃的折射率时，大头针距离插的应近些还是远些？(三)当堂检测光线从空气射向折射率n＝2的玻璃表面，入射角为θ1，求：（1）当θ1＝45º时，折射角多大？（2）当θ1多大时，反射光线和折射光线刚好垂直？课后练习与提高1．光的反射定律：__________、__________和法线在同一平面内，并分居法线两侧，_______角等于___________角。

13.1光的反射和折射1、教学目标一、知识与技能1.知道反射定律的确切含义，并能用来解释有关现象.2.知道反射现象中光路是可逆的，并能用来处理有关问题.3.知道平面镜成像特点及作图方法.4.理解折射定律的确切含义，并能用来解释有关的光现象和计算有关的问题.5.知道折射光路是可逆的，并能用来处理有关的问题.6.知道折射率的定义及其与光速的关系，并能用来进行有关的计算.二、过程与方法1.会用反射定律解释有关现象和处理有关问题.2.会用折射定律计算有关的问题，能理解折射率与光速的关系，并能用来进行有关的计算.三、情感态度与价值观1.通过观察演示实验，培养观察、概括能力，通过相关物理量变化规律的教学，培养分析、推理能力.2.渗透物理研究和学习的科学态度教育.2、教学重点光的折射定律.折射率概念.3、教学难点光的折射定律和折射率的应用.4、教学过程：1）课堂导入我们在初中已学过光的折射规律：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居在法线的两侧；当光从空气斜射入水或玻璃中时，折射角小于入射角；当光从水或玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角．初中学的光的折射规律只是定性地描述了光的折射现象，而我们今天要定量地进行研究．2）重点讲解（一）光的反射现象及反射定律1.介绍光学演示仪，指明观察对象——光在从一种介质（空气）进入另一种介质（玻璃）时发生的现象（半圆柱玻璃砖直面柱心正对入射光）2.演示：光在到达空气和玻璃的交界面处时，一部分光被反射回空气中，另一部分光进入玻璃继续传播，但传播方向发生了改变.3.学生边观察边回忆反射定律：转动光具盘以改变入射角，让前排学生读出几组入射角和反射角数据.两者相等.同时提醒学生注意.光具盘面是竖直的，在这个面上同时能看到反射光线和入射光线.说明两线共面，又因为法线也在这个面内.故三线共面.4.归纳反射定律：三线共面两角相等.5.反射光路可逆（二）光的折射现象及折射定律1.实验观察变为看折射光和入射光的相对位置及折射角和入射角关系的观察：a.让学生观察折射光.入射光及界面的法线也是共面的.b.光从空气进入玻璃时，入射角增大.折射角也增大，但入射角始终大于折射角.2.定量测量5组数据，仿照课本列出原始数据表（可让前排的学生读取数据.但要先明确法线）3.分析测量数据：（建议入射角分别取10°,20°,30°,40°,50°）人类从积累入射角与折射角的数据到找出两者之间的定量关系，经历了近1500年的时间。

13、1光的反射和折射的教学设计教学理念：长期以来，我们重视知识的传授而忽视了能力培养。

注重知识的结果，往往淡化甚至不管知识获得的过程。

教育太急于看到知识传授的结果，太讲究“效率”了。

因此．很多教师用“高效益”的方式将实验结果得出的规律告诉学生，然后把大量的时间用于反复通过习题训练理解掌握规律，而这样做恰恰是本末倒置的。

对于学生还不是很理解的规律，即使是通过大量的习题反复演练，其知识的迁移能力仍是比较弱的，一旦出现新的情境，许多学生仍将束手无策。

新课程体现的现代教育思想要求我们的教学要进行改革，在以全新的物理教学理念替代传统教学观念的同时更强调要以探究性方式进行我们的课堂教学。

新课程在教学内容上更加注重了与生产、生活实际和现代科技成就的联系，更加注重知识产生和发展的过程，即将重视结论的学习转变成重视过程的学习，更加注重物理思想的演化和研究、处理问题方法的运用。

新课程在实验教学中提倡将演示实验尽量转化为学生的随堂实验，同时也提倡学生在教师的指导下进行探究性实验。

探究性课堂教学，就是以探究为主的教学。

具体说它是指教学过程是在教师的启发诱导下，以学生独立自主学习和合作讨论为前提，以现行教材为基本探究内容，以学生周围世界和生活实际为参照对象，为学生提供自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会，让学生通过个人、小组、集体等多种层次开展解难释疑尝试活动，将自己所学知识应用于解决实际问题的一种教学形式。

通过对课堂教学的探索和实践，这种新的教学模式使课堂更具有生命力。

教学设计意图：根据学生在初中已经学过光的反射和折射，但没有深入学习过光的折射所遵循的定量关系。

学生已具备一定的实验操作技能，对物理学的研究方法已有一定的了解，在自主学习、合作探究等方面的能力有了一定提高。

对于本节课的教学中学生可能会出现的思维障碍与困惑是：对于的理解，新教材在第十二章第六节《惠更斯原理》这节课中讲波的折射时，已经删去了利用惠更斯原理推出的这部分内容，这就导致这条公式的给出显得较为突兀，学生接受起来有些牵强。

1 光的反射和折射1．光的反射(1)反射现象：光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时，一部分光会返回到第1种介质的现象．(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)在光的反射现象中，光路是可逆的． 2．光的折射(1)折射现象：光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时，一部分光会进入第2种介质的现象．(2)折射定律(如图1所示)图1折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，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，即sin θ1sin θ2＝n 12(式中n 12是比例常数)．(3)在光的折射现象中，光路是可逆的． 二、折射率 1．定义光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率．即n ＝sin θ1sin θ2.2．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 与光在这种介质中的传播速度v 之比，即n ＝c v.3．理解由于c ＞v ，故任何介质的折射率n 都大于(填“大于”“小于”或“等于”)1. 1．判断下列说法的正误．(1)光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一定发生变化．( × ) (2)入射角增大为原来的2倍，折射角和反射角也都增大为原来的2倍．( × ) (3)介质的折射率越大，光在这种介质中传播速度越快．( × )(4)由折射率的定义式n ＝sin θ1sin θ2得出，介质的折射率与入射角θ1的正弦成正比，与折射角θ2的正弦成反比．( × )2.一束光从真空进入某介质，方向如图2所示，则该介质的折射率为________，若光在真空中的传播速度为c ，则光在该介质中的传播速度为________．图2答案222c 一、反射定律和折射定律在岸上往平静的水面观察，我们既可以看见水中的鱼，又可以看见岸上树的倒影． (1)这两种现象产生的原因相同吗？(2)有经验的渔民叉鱼时，不是正对着看到的鱼去叉，而是对着所看到鱼的下方叉，这是为什么？答案 (1)不相同．看见水中的鱼是光的折射现象，看见岸上树的倒影是光的反射现象． (2)从鱼上反射的光线由水中进入空气时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，就会觉得鱼变浅了，所以叉鱼时要对着所看到的鱼的下方叉．1．光的传播方向：当光从一种介质垂直进入另一种介质时，传播方向不变；斜射时，传播方向改变．2．光的传播速度：光从一种介质进入另一种介质时，传播速度一定发生变化． 当光垂直界面入射时，光的传播方向虽然不变，但光传播的速度发生变化．3．入射角与折射角的大小关系：当光从折射率小的介质斜射入折射率大的介质时，入射角大于折射角，当光从折射率大的介质斜射入折射率小的介质时，入射角小于折射角． 4．反射定律和折射定律应用的步骤 (1)根据题意画出光路图．(2)利用几何关系确定光路图中的边、角关系，要注意入射角、反射角、折射角均是光线与法线的夹角．(3)利用反射定律、折射定律及几何规律列方程求解．例1 光线以60°的入射角从空气射入玻璃中，折射光线与反射光线恰好垂直．(真空中的光速c ＝3.0×108m/s) (1)画出折射光路图；(2)求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度； (3)当入射角变为45°时，折射角的正弦值为多大？ (4)当入射角增大或减小时，玻璃的折射率是否变化？ 答案 (1)见解析图 (2) 3 3×108m/s(3)66(4)不变 解析 (1)光路图如图所示，其中AO 为入射光线，OB 为折射光线. (2)由题意，n ＝sin θ1sin θ2，又θ1＝60°，θ1＋θ2＝90°，得n ＝ 3.设玻璃中光速为v ，由n ＝c v得v ＝3×108m/s.(3)当入射角为45°时，介质折射率不变，由n ＝sin θ1′sin θ2′，得sin θ2′＝sin θ1′n ＝sin45°3＝66.(4)不变化，因为折射率是由介质和入射光频率共同决定的物理量，与入射角的大小无关． 例2 如图3所示为某种透明介质的截面图，△AOC 为等腰直角三角形，BC 为半径R ＝12cm 的四分之一圆弧，AB 与水平屏幕MN 垂直并接触于A 点．一束红光射向圆心O ，在AB 分界面上的入射角i ＝45°，结果在水平屏幕MN 上出现两个亮斑．已知该介质对红光的折射率为n ＝233，求两个亮斑与A 点间的距离分别为多少．图3答案 见解析解析 光路图如图所示，设折射光斑为P 1，折射角为r ， 根据折射定律得n ＝sin rsin i，可得sin r ＝63. 由几何关系可得：tan r ＝R AP 1， 解得AP 1＝62cm ，设反射光斑为P 2，由几何知识可得△OAP 2为等腰直角三角形，故AP 2＝12cm. 提示：入射角、折射角、反射角均以法线为标准确定，注意法线与界面的区别． 二、折射率如表所示是在探究光由真空射入某种透明介质发生折射的规律时得到的实验数据．请在表格基础上思考以下问题：(1)(2)当入射角与折射角发生变化时，有没有保持不变的量(误差允许范围内)? 答案 (1)折射角增大．(2)入射角的正弦值和折射角的正弦值之比保持不变． 1．对折射率的理解 (1)折射率n ＝sin θ1sin θ2，θ1为真空中的光线与法线的夹角，不一定为入射角；而θ2为介质中的光线与法线的夹角，也不一定为折射角．(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和光的频率共同决定，与入射角、折射角的大小无关，与介质的密度没有必然联系．2．折射率与光速的关系：n ＝cv(1)光在介质中的传播速度v 跟介质的折射率n 有关，由于光在真空中的传播速度c 大于光在任何其他介质中的传播速度v ，所以任何介质的折射率n 都大于1. (2)某种介质的折射率越大，光在该介质中的传播速度越小．例3 一束单色光由空气进入水中，则该光在空气和水中传播时( ) A ．速度相同，波长相同 B ．速度不同，波长相同 C ．速度相同，频率相同 D ．速度不同，频率相同答案 D解析 同一单色光在不同的介质内传播过程中，光的频率不会发生改变；水的折射率大于空气的折射率，由公式v ＝c n可以判断，该单色光进入水中后传播速度减小，又v ＝λf ，该单色光进入水中后波长变短，故选项D 正确．例4 如图4，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“·”(图中O 点)，然后用横截面为等边三角形ABC 的三棱镜压在这个标记上，小标记位于AC 边上．D 位于AB 边上，过D 点作AC 边的垂线交AC 于F .该同学在D 点正上方向下顺着直线DF 的方向观察，恰好可以看到小标记的像；过O 点作AB 边的垂线交直线DF 于E ；DE ＝2cm ，EF ＝1cm.求三棱镜的折射率．(不考虑光线在三棱镜中的反射)图4答案3解析 过D 点作AB 边的法线NN ′，连接OD ，则∠ODN ＝α为O 点发出的光线在D 点的入射角；设该光线在D 点的折射角为β，如图所示．根据折射定律有n ＝sin βsin α①式中n 为三棱镜的折射率 由几何关系可知β＝60°②∠EOF ＝30°③ 在△OEF 中有EF ＝OE sin∠EOF ④由③④式和题给条件得OE ＝2cm⑤根据题给条件可知，△OED 为等腰三角形，有α＝30°⑥由①②⑥式得n ＝ 3.[学科素养] 例4这道高考题考查了折射定律、作图能力、光在三棱镜中的传播问题及相关的知识点．通过解题，学生回顾了折射定律，锻炼了作图能力，让物理概念和规律在头脑中得到提炼和升华，体现了“物理观念”“科学思维”等学科素养．针对训练 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5所示．已知其中一束光沿直线穿过玻璃，它的入射点是O ，另一束光的入射点为A ，穿过玻璃后两条光线交于P 点．已知玻璃半圆截面的半径为R ，OA ＝R2，OP ＝3R .求玻璃材料的折射率．图5答案3解析 画出光路图如图所示．其中一束光沿直线穿过玻璃，可知O 点为圆心．另一束光从A 点沿直线进入玻璃，设在半圆面上的入射点为B ，入射角为θ1，折射角为θ2，由几何关系可得：sin θ1＝OA OB ＝12，解得：θ1＝30°.由几何关系可知：BP ＝R ，折射角为：θ2＝60°.由折射定律得玻璃材料的折射率为：n ＝sin θ2sin θ1＝sin60°sin30°＝ 3. 1．(光的折射现象)(多选)(2017·苍南高二检测)根据图6中的漫画，判断下列说法中正确的是( )图6A ．人看到的是鱼的实像，位置变浅了些B ．人看到的是鱼的虚像，位置变浅了些C ．鱼看到的是人的实像，位置偏低了些D ．鱼看到的是人的虚像，位置偏高了些 答案 BD解析 人看到的是鱼发出的光线经过水面折射后进入人眼，射入人眼的光线的反向延长线相交后形成的虚像，光线从水射向空气中时，折射角大于入射角，作出从鱼S 1发出的两条光线，将折射光线反向延长，得到的交点为人所看到的鱼的虚像S 1′，如图所示，可以看出虚像的位置变浅了，B 正确，A 错误；同理，鱼看到的是人发出的光线经过水面折射形成的虚像，根据光路可逆原理，鱼看到人的虚像的位置偏高了，D 正确，C 错误． 2．(折射率的理解)(多选)关于折射率，下列说法正确的是( ) A ．根据sin θ1sin θ2＝n 12可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比B ．根据sin θ1sin θ2＝n 12可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比C ．根据n ＝cv可知，介质的折射率与光在该介质中的传播速度成反比D ．同一频率的光由真空进入不同介质中时，折射率与光在介质中的波长成反比 答案 CD解析 介质的折射率是一个反映介质光学性质的物理量，由介质本身和光的频率共同决定，与入射角、折射角无关，故选项A 、B 均错误；由于真空中的光速c 是定值，故折射率n 与传播速度v 成反比，选项C 正确；由于v ＝λf ，当频率f 一定时，速度v 与波长λ成正比，又折射率n 与速度v 成反比，故折射率n 与波长λ也成反比，选项D 正确．3．(折射定律的应用)(多选)(2018·台州上学期期末)如图7所示，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O 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，入射角为45°.现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O 点垂直于图面的轴线顺时针转过15°，如图中虚线所示，则( )图7A ．光束1转过15°B ．光束1转过30°C ．光束2转过的角度小于15°D ．光束2转过的角度大于15° 答案 BC4．(折射率的计算)如图8所示为直角三棱镜的截面图，一条光线平行于BC 边入射，经棱镜折射后从AC 边射出．已知∠A ＝θ＝60°，光在真空中的传播速度为c .求：图8(1)该棱镜材料的折射率； (2)光在棱镜中的传播速度．答案 (1) 3 (2)33c 解析 (1)作出完整的光路如图所示． 根据几何关系可知φ＝∠B ＝30°， 所以α＝60°.根据折射定律有n ＝sin αsin β＝sin θsin γ，又因为α＝θ＝60°，所以β＝γ. 又β＋γ＝60°，故β＝γ＝30°. 则n ＝sin60°sin30°＝ 3.(2)光在棱镜中的传播速度v ＝cn ＝33c . 一、选择题考点一 光的反射现象和折射现象1．(2018·海宁检测)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 答案 B解析 如图所示，假设地球表面不存在大气层，则地球上M 处的人只能等到太阳运动到S 处才看见日出，而地球表面存在大气层时，太阳运动到S ′处，阳光经大气层折射后射到M 点，故M 处的人在太阳运动到S ′处就能看见日出，不存在大气层时观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比将延后，B 正确．2.如图1所示是一束光从空气射向某介质在界面上发生反射和折射现象的光路图，下列判断中正确的是( )图1A ．AO 是入射光线，OB 为反射光线，OC 为折射光线 B ．BO 是入射光线，OC 为反射光线，OA 为折射光线 C ．CO 是入射光线，OB 为反射光线，OA 为折射光线D ．条件不足，无法确定 答案 C解析 法线与界面垂直，根据反射角等于入射角，折射光线和入射光线位于法线两侧，可知CO 为入射光线，OB 为反射光线，OA 为折射光线．故C 正确．3．如图2所示，井口大小和深度均相同的两口井，一口是枯井(图甲)，一口是水井(图乙，水面在井口之下)，两井底部各有一只青蛙，则( )图2A ．水井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星B ．枯井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星C ．水井中的青蛙觉得井口小些，晴天的夜晚，枯井中的青蛙能看到更多的星星D ．两只青蛙觉得井口一样大，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星 答案 B解析 由于井口边沿的约束，而不能看到更大的范围，据此作出边界光线如图所示． 由图可看出α＞γ，所以枯井中的青蛙觉得井口大些；β＞α，所以水井中的青蛙可看到更多的星星，故选项B 正确，A 、C 、D 错误．4．(多选)(2018·桐庐高二检测)如图3所示，把由同种材料(玻璃)制成的厚度为d 的立方体A 和半径为d 的半球体B 分别放在报纸上，从正上方(对B 来说是最高点)竖直向下分别观察A 、B 中心处报纸上的字，下列说法正确的是( )图3A ．看到A 中的字比B 中的字高 B ．看到B 中的字比A 中的字高C ．看到A 、B 中的字一样高D ．A 中的字比没有玻璃时的高，B 中的字和没有玻璃时一样高 答案 AD解析 如图所示，B 中心处的字反射的光线经半球体向外传播时，传播方向不变，故人看到字的位置是字的真实位置．而放在A 中心处的字经折射，人看到的位置比真实位置要高，A 、D 正确．考点二 折射率及折射定律5．(多选)光从空气斜射进入介质中，比值sin θ1sin θ2＝常数，这个常数( )A ．与介质有关B ．与折射角的大小无关C ．与入射角的大小无关D ．与入射角的正弦成正比，与折射角的正弦成反比 答案 ABC解析 介质的折射率与介质和入射光的频率有关，与入射角、折射角的大小均无关，选项A 、B 、C 正确，D 错误．6.(2018·嘉兴一中高二期中)如图4所示，一束光线通过一水平界面从某介质射入真空，已知入射光线与界面的夹角为60°，折射光线与界面的夹角为45°，则该介质的折射率为( )图4A.62B.63C.2D.22答案 C7.(2018·嘉兴高级中学高二第二学期期中)如图5所示，玻璃棱镜的截面为等腰三角形，顶角a 为30°.一束光线垂直于ab 面射入棱镜，又从ac 面射出．出射光线与入射光线之间的夹角为30°，则此棱镜材料的折射率是( )图5A.32B.32C.33D. 3 答案 D解析 光线在ac 界面上发生折射，入射角为30°，折射角为60°，根据光的折射定律可知：n ＝sin60°sin30°＝3，故选D.8.(多选)两束不同频率的单色光a 、b 从空气平行射入水中，发生了如图6所示的折射现象(α>β)．下列结论中正确的是( )图6A ．在水中的传播速度，光束a 比光束b 大B ．在水中的传播速度，光束a 比光束b 小C ．水对光束a 的折射率比水对光束b 的折射率小D ．水对光束a 的折射率比水对光束b 的折射率大 答案 AC解析 由公式n ＝sin θ1sin θ2，可得折射率n a <n b ，C 正确，D 错误；由v ＝c n，n a <n b 知v a >v b ，A 正确，B 错误．9.如图7所示，直角三棱镜ABC 的一个侧面BC 紧贴在平面镜上，∠BAC ＝β.从点光源S 发出的细光束SO 射到棱镜的另一侧面AC 上，适当调整入射光SO 的方向，当SO 与AC 成α角时，其折射光与镜面发生一次反射，从AC 面射出后恰好与SO 重合，则此棱镜的折射率为( )图7A.cos αcos βB.cos αsin βC.sin αcos βD.sin αsin β答案 A解析 由题意可知，细光束SO 经AC 面折射后，折射光线垂直于BC ，经平面镜反射后，从AC 面射出来，则恰好与SO 重合，故此棱镜的折射率n ＝sin (90°－α)sin (90°－β)＝cos αcos β. 10.现代高速公路上的标志牌都使用“回归反光膜”制成，夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向反射，使标志牌上的字特别醒目．这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的，如图8所示，反光膜内均匀分布着直径为10μm 的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为3，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射→反射→再折射后恰好和入射光线平行，那么第一次入射的入射角应是( )图8A ．15°B．30°C．45°D．60°答案 D解析 已知入射光线和出射光线平行，所以光在三个界面上改变了传播方向，光线在玻璃珠的内表面反射时具有对称性，由此可作出光路图如图所示．由几何关系可知i ＝2r ①根据折射定律有n ＝sin i sin r ＝3② 由①②可得i ＝60°.二、非选择题11.如图9所示是一个透明圆柱体的横截面，其半径为R ，折射率是3，AB 是一条直径．今有一束光，平行AB 方向射向圆柱体．若有一条入射光线经折射后恰好经过B 点．图9(1)请用直尺画出该入射光线经折射后到B 点的光路图；(2)求这条入射光线到AB 的距离．答案 (1)见解析图 (2)32R 解析 (1)光路图如图所示．(2)设入射角为α，折射角为β，根据折射定律有n ＝sin αsin β＝3， 由几何关系2β＝α，可得β＝30°，α＝60°，所以CD ＝R sin α＝32R . 12.如图10所示，△ABC 为直角三角形棱镜的横截面，∠ABC ＝30°.有一细光束MN 射到AC 面上，且MN 与AC 面的夹角也为30°，该光束从N 点进入棱镜后再经BC 面反射，最终从AB 面上的O 点射出，其出射光线OP 与BC 面平行．图10(1)作出棱镜内部的光路图(不必写出作图过程)；(2)求出此棱镜的折射率．答案 (1)见解析图 (2) 3解析 (1)光路图如图所示：(2)根据折射定律n ＝sin θ1sin θ2 n ＝sin θ4sin θ3因为θ1＝θ4＝60°，所以θ3＝θ2.又由几何关系知2θ3＝60°，所以θ3＝30°.n ＝sin θ4sin θ3＝sin60°sin30°＝ 3. 13.如图11，一玻璃工件的上半部是半径为R 的半球体，O 点为球心；下半部是半径为R 、高为2R 的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜．有一平行于中心轴OC 的光线从半球面射入，该光线与OC 之间的距离为0.6R .已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射)．求该玻璃的折射率．图11答案 1.43解析 如图，根据光路的对称性和可逆性可知，与入射光线相对于OC 轴对称的出射光线一定与入射光线平行．故从半球面射入的折射光线，将从圆柱体底面中心C 点反射．设光线在半球面的入射角为i ，折射角为r .由折射定律有sin i ＝n sin r ①由几何关系，入射点的法线与OC 的夹角为i .由正弦定理有sin r 2R ＝sin (i －r )R② 由题设条件和几何关系有sin i ＝L R ③式中L 是入射光线与OC 间的距离，L ＝0.6R .由②③式和题给数据得sin r ＝6205④ 由①③④式和题给数据得 n ＝ 2.05≈1.43.。