（浙江專(zhuān)版）2018年高中物理 第十三章 光 第1節(jié) 光的反射和折射學(xué)案 新人教版選修3-4

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1、 第1節(jié) 光的反射和折射 [目標(biāo)早知道] 浙江選考·學(xué)習(xí)要求 知識(shí)內(nèi)容 考試要求 1.光的反射和折射 加試c 2.全反射 加試b 3.光的干涉 加試c 4.光的衍射 加試b 5.光的偏振 加試b 6.光的顏色、色散 加試b 7.激光 加試a 反射及反射定律 [探新知·基礎(chǔ)練] 1．光的反射 光從一種介質(zhì)射到它與另一種介質(zhì)的分界面時(shí)，一部分光會(huì)返回到第一種介質(zhì)的現(xiàn)象。 2．反射定律 反射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，反射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；反射角等于入射角。 [辨是非](對(duì)的劃“√”，錯(cuò)的劃“×”) 1．反射

2、角與入射角成正比。(×) 2．光的反射現(xiàn)象中有時(shí)光不遵循反射定律。(×) 3．在光的反射現(xiàn)象中，光路可逆。(√) [釋疑難·對(duì)點(diǎn)練] 1．在光的反射現(xiàn)象中，要注意反射角與入射角是指光線與法線的夾角。 2．在光的反射現(xiàn)象中，光路可逆。 [試身手] 1．如圖所示，在房間內(nèi)靠近墻角的天花板上有一面平面鏡，在房間地板上的B點(diǎn)放一點(diǎn)光源S，通過(guò)平面鏡的反射在豎直墻壁上出現(xiàn)一個(gè)光斑。若要使墻壁上光斑的面積增大一些，下面的方法中可行的是(　　) A．保持光源的位置不變，將平面鏡繞過(guò)平面鏡O點(diǎn)且垂直紙面的軸，沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)小角度 B．將光源沿地面向左移動(dòng)一小段距離 C．將光源沿地

3、面向右移動(dòng)一小段距離 D．將光源豎直向上移動(dòng)一小段距離 解析：選B　如圖所示，利用平面鏡成像的對(duì)稱(chēng)特點(diǎn)，找出光源S通過(guò)平面鏡所成的像S′，作出過(guò)平面鏡邊緣的入射光線BE和反射光線EF，則OF表示光斑的大小。A項(xiàng)中，將平面鏡沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)小角度，光源通過(guò)平面鏡所成的像的位置下移，F(xiàn)點(diǎn)上移，會(huì)使光斑變小，故A錯(cuò)；B項(xiàng)中，減小了入射角和反射角，從而使F點(diǎn)下移，光斑變大，故B對(duì)；同理分析可知C錯(cuò)；D項(xiàng)中，將光源豎直向上移動(dòng)一小段距離，則像點(diǎn)下移，使F點(diǎn)上移，會(huì)使光斑變小，D錯(cuò)。 光的折射及折射定律 [探新知·基礎(chǔ)練] 光的折射 光從第1種介質(zhì)射到它與第2種介質(zhì)的分界面時(shí)，一部

4、分光進(jìn)入第2種介質(zhì)的現(xiàn)象 入射角、折射角 入射角：入射光線與法線的夾角 折射角：折射光線與法線的夾角 折射定律 折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成正比，即： ＝n12 [辨是非](對(duì)的劃“√”，錯(cuò)的劃“×”) 1．光發(fā)生折射現(xiàn)象時(shí)一定伴隨著反射現(xiàn)象。(√) 2．在光的折射現(xiàn)象中遵循光路可逆原理。(√) 3．入射角與折射角成正比。(×) [釋疑難·對(duì)點(diǎn)練] 1．光的方向 (1)光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向一般要發(fā)生變化(斜射)，但并非一定變化，當(dāng)光垂直界面入射時(shí)，傳播方向就不發(fā)生變化。

5、(2)在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。 2．光的傳播速度 光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播速度一定變化，當(dāng)光垂直界面入射時(shí)，光的傳播方向雖然不變，但也屬于折射，因?yàn)楣鈧鞑サ乃俣劝l(fā)生了變化。 3．入射角與折射角的大小關(guān)系 光從真空(空氣)進(jìn)入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角大于折射角；反過(guò)來(lái)，光從某種介質(zhì)進(jìn)入真空(空氣)時(shí)，則入射角小于折射角。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是光路的可逆性。 [試身手] 2．(多選)關(guān)于光的折射，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．折射光線一定在法線和入射光線所確定的平面內(nèi) B．入射光線、法線與折射光線不一定在一個(gè)平面內(nèi) C．入射角總大于折射角 D．光線從空氣斜射入

6、玻璃時(shí)，入射角大于折射角 解析：選AD　由折射定律可知：折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，A對(duì)，B錯(cuò)；光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，折射角與入射角的大小由兩種介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)決定，例如，光從空氣斜射入玻璃時(shí)，入射角大于折射角，由光路的可逆性知，光從玻璃斜射向空氣時(shí)入射角小于折射角，故C錯(cuò)，D對(duì)。 折射率 [探新知·基礎(chǔ)練] 1．折射率意義 反映介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)的物理量。 2.定義 光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫這種介質(zhì)的折射率。即n12＝。 3．折射率與光速的關(guān)系 某種介質(zhì)的折射率，等于光在真空中的傳播速度c與光在這種介質(zhì)中的

7、傳播速度v之比，即n＝。 4．特點(diǎn) 任何介質(zhì)的折射率都大于1。 [辨是非](對(duì)的劃“√”，錯(cuò)的劃“×”) 1．根據(jù)n＝， n與sin θ1成正比，與sin θ2成反比。(×) 2．光從空氣射入水中，光的傳播速度一定增大。(×) 3．光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是相對(duì)而言的，同一種介質(zhì)，相對(duì)于其他不同的介質(zhì)，可能是光密介質(zhì)，也可能是光疏介質(zhì)。(√) [釋疑難·對(duì)點(diǎn)練] 1．入射角、折射角的正弦值 當(dāng)光由真空中射入某種介質(zhì)中時(shí)，入射角、折射角以及它們的正弦值是可以改變的，但正弦值之比是一個(gè)常數(shù)。 2．關(guān)于常數(shù)n 入射角的正弦值跟折射角的正弦值之比是一個(gè)常數(shù)n，但不同介質(zhì)具有不同的常數(shù)，

8、說(shuō)明常數(shù)反映了介質(zhì)的光學(xué)特性。折射率可由入射角與折射角的正弦值之比來(lái)描述其大小，但與入射角及折射角的正弦值無(wú)關(guān)，僅與介質(zhì)及入射光有關(guān)。 3．折射率與光速的關(guān)系 介質(zhì)的折射率跟光在其中的傳播速度v有關(guān)，即n＝，由于光在真空中的傳播速度c大于光在任何介質(zhì)中的傳播速度v，所以任何介質(zhì)的折射率n都大于1，因此，光從真空斜射入任何介質(zhì)中時(shí)，入射角均大于折射角。而光由介質(zhì)斜射入真空中時(shí)，入射角均小于折射角。 4．決定因素 介質(zhì)的折射率是反映介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)的物理量，它的大小只由介質(zhì)本身及光的性質(zhì)共同決定，不隨入射角、折射角的變化而變化。 [特別提醒]　不論光從真空射入介質(zhì)，還是從介質(zhì)射入真空，折射

9、率的定義式n＝中，θ1都為真空中的光線與法線的夾角，而θ2為介質(zhì)中的光線與法線的夾角，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是光路的可逆性。 [試身手] 3.如圖所示，有一玻璃三棱鏡ABC，頂角A為30°，一束光線a垂直于AB射入棱鏡，由AC射出進(jìn)入空氣，測(cè)得出射光線與入射光線間夾角為30°，則棱鏡的折射率為(　　) A.　　　　　　　　　 B．2 C. D. 解析：選C　由題意及幾何關(guān)系可知，光線從棱鏡射向空氣中時(shí)，入射角為θ1＝30°，折射角為θ2＝60°，則棱鏡的折射率n＝＝。故C正確。 測(cè)定玻璃的折射率 [探新知·基礎(chǔ)練] 1．實(shí)驗(yàn)原理 用插針?lè)ù_定光路，找出跟入射光線相對(duì)應(yīng)的折

10、射光線，用量角器測(cè)出入射角θ1和折射角θ2，根據(jù)折射定律計(jì)算出玻璃的折射率n＝。 2．實(shí)驗(yàn)器材 兩面平行的玻璃磚，方木板，白紙，圖釘(若干)，大頭針?biāo)拿?，直尺，量角器，鉛筆。 [辨是非](對(duì)的劃“√”，錯(cuò)的劃“×”) 1．測(cè)定玻璃折射率時(shí)可以利用三棱鏡等其它形狀的玻璃，不一定用平行玻璃磚。(√) 2．測(cè)定玻璃折射率時(shí)， 入射角取得越大越好。(×) 3．玻璃磚的折射面要畫(huà)準(zhǔn)，可用玻璃磚界面代替直尺畫(huà)界線。(×) [釋疑難·對(duì)點(diǎn)練] 1．實(shí)驗(yàn)步驟(1)如圖所示，將白紙用圖釘釘在平木板上。 (2)在白紙上畫(huà)出一條直線aa′作為界面(線)，過(guò)aa′上的一點(diǎn)O畫(huà)出界面的法線NN′，并畫(huà)

11、一條線段AO作為入射光線。 (3)把長(zhǎng)方形玻璃磚放在白紙上，使它的長(zhǎng)邊跟aa′對(duì)齊，畫(huà)出玻璃磚的另一長(zhǎng)邊bb′。 (4)在直線AO上豎直插上兩枚大頭針P1、P2，透過(guò)玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線方向直到P2的像擋住P1的像。再在觀察者一側(cè)豎直插上兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P3及P1、P2的像，記下P3、P4的位置。 (5)移去大頭針和玻璃磚，過(guò)P3、P4所在處作直線O′B與bb′交于O′，直線O′B就代表了沿AO方向入射的光線通過(guò)玻璃磚后的傳播方向。 (6)連接OO′，入射角θ1＝∠AON，折射角θ2＝∠O′ON′，用量角器量出θ1和θ2，從三

12、角函數(shù)表中查出它們的正弦值，把這些數(shù)據(jù)記錄在設(shè)計(jì)的表格中。 (7)用上述方法測(cè)出入射角分別為30°、45°、60°時(shí)的折射角，查出它們的正弦值，填入表格中。 (8)算出不同入射角下的正弦比值，最后求出在幾次實(shí)驗(yàn)中比值的平均值，即為玻璃磚的折射率。 2．注意事項(xiàng) (1)實(shí)驗(yàn)中，玻璃磚在紙上的位置不可移動(dòng)。 (2)不能用手觸摸玻璃磚光潔面或把玻璃磚當(dāng)尺子用。 (3)大頭針應(yīng)豎直插在白紙上，且玻璃磚每一側(cè)兩枚大頭針P1與P2間、P3與P4間的距離應(yīng)適當(dāng)大些，以減小確定光路方向時(shí)造成的誤差。 (4)實(shí)驗(yàn)中入射角不宜過(guò)小，否則會(huì)使測(cè)量誤差大，也不宜過(guò)大。 (5)本實(shí)驗(yàn)中如果采用的不是兩面

13、平行的玻璃磚，而是三棱鏡、半圓形玻璃磚等，則只是出射光和入射光不平行，同樣能測(cè)出折射率。 [試身手] 4．在測(cè)定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．玻璃磚的寬度宜大些 B．入射角應(yīng)盡量小些 C．大頭針應(yīng)垂直地插在紙面上 D．大頭針P1與P2及P3與P4之間的距離應(yīng)適當(dāng)大些 解析：選B　玻璃磚寬度大些，可減小測(cè)量誤差；大頭針垂直插在紙面上以及大頭針P1與P2及P3與P4之間的距離適當(dāng)大些，可減小確定光路方向時(shí)的誤差，A、C、D正確；入射角不能太大也不能太小，入射角較小時(shí)，測(cè)量誤差較大，B錯(cuò)誤。 對(duì)折射定律的理解 [典例1]　如

14、圖所示，光線以入射角θ1從空氣射向折射率n＝的玻璃表面。 (1)當(dāng)入射角θ1＝45°時(shí)，反射光線與折射光線的夾角θ為多大？ (2)當(dāng)入射角θ1為多大時(shí)，反射光線和折射光線垂直？ [解析]　(1)設(shè)折射角為θ2，由 n＝， 得sin θ2＝＝＝， 所以θ2＝30°。 又反射角θ1′＝45°，則反射光線與折射光線的夾角 θ＝180°－θ1′－θ2＝105°。 (2)當(dāng)反射光線和折射光線垂直時(shí)，即θ1′＋θ2＝90°，n＝＝＝＝tan θ1＝， 則入射角θ1＝arctan 。 [答案]　(1)105°　(2)arctan 解決此類(lèi)光路問(wèn)題，關(guān)鍵是辨清“三線、兩角、一界面

15、”間的關(guān)系。注意以下幾點(diǎn)： (1)根據(jù)題意正確畫(huà)出光路圖。 (2)利用幾何關(guān)系確定光路中的邊、角關(guān)系，注意入射角、反射角、折射角的確定。 (3)利用反射定律、折射定律求解。 (4)注意光路的可逆性的利用。 折射定律的應(yīng)用 [典例2]　一半圓柱形透明物體橫截面如圖所示，底面AOB鍍銀(圓中粗線)，O表示半圓截面的圓心。一束光線在橫截面內(nèi)從M點(diǎn)入射，經(jīng)過(guò)AB面反射后從N點(diǎn)射出。已知光線在M點(diǎn)的入射角為30°，∠MOA＝60°，∠NOB＝30°，sin15°＝。求： (1)光線在M點(diǎn)的折射角； (2)透明物體的折射率。 [解析]　(1)如圖所示，透明物體內(nèi)部的光路為折線

16、MPN，Q、M點(diǎn)相對(duì)于底面EF對(duì)稱(chēng)，Q、P和N三點(diǎn)共線。設(shè)在M點(diǎn)處，光的入射角為i，折射角為r，∠OMQ＝α，∠PNF＝β。根據(jù)題意有 α＝30°① 由幾何關(guān)系得，∠PNO＝∠PQO＝r，則 β＋r＝60°② 且α＋r＝β③ 由①②③式得 r＝15°。④ (2)根據(jù)折射率公式有 sin i＝nsin r⑤ 由④⑤式得n＝。 [答案]　(1)15°　(2) 遇到球形、半球形玻璃磚，或圓柱形玻璃磚時(shí)，均需過(guò)入射點(diǎn)做該點(diǎn)與球心的連線，此連線即為入射光線的法線，從而確定入射角和折射角。 測(cè)定玻璃的折射率 [典例3]　用三棱鏡做測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)，先在白紙上放好三棱

17、鏡，在棱鏡的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2，然后在棱鏡的另一側(cè)觀察，調(diào)整視線使P1的像被P2擋住。接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P3和P1、P2的像，在紙上標(biāo)出大頭針位置和三棱鏡輪廓，如圖所示。 (1)在本題的圖上畫(huà)出所需的光路。 (2)為了測(cè)出棱鏡玻璃的折射率，需要測(cè)量的量是________________，在圖上標(biāo)出它們。 (3)計(jì)算折射率的公式是n＝________。 [解析]　(1)如圖所示，畫(huà)出通過(guò)P1、P2的入射光線交AC面于O，畫(huà)出通過(guò)P3、P4的出射光線交AB面于O′，則光線OO′就為入射光線P1、P2在三棱鏡中的折射光

18、線。 (2)在所畫(huà)的圖上，標(biāo)明入射角θ1和折射角θ2，并畫(huà)出虛線部分。用量角器測(cè)量出θ1和θ2或用刻度尺測(cè)出線段EF、OE、GH、OG的長(zhǎng)度。 (3)n＝或因?yàn)閟in θ1＝， sin θ2＝ 則n＝·。 [答案]　(1)光路圖見(jiàn)解析圖　(2)入射角θ1　折射角θ2(或EF和OE、GH和OG)　如解析中圖所示　(3)(或·) [課堂對(duì)點(diǎn)鞏固] 1．關(guān)于光的反射與折射現(xiàn)象，下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．光發(fā)生反射時(shí)，光的傳播方向一定改變 B．光發(fā)生反射時(shí)，光的傳播方向可能偏轉(zhuǎn)90° C．光發(fā)生折射時(shí)，一定伴隨著反射 D．光發(fā)生折射時(shí)，光的傳播方向可能偏轉(zhuǎn)90°

19、解析：選D　由光的反射定律可知，反射角等于入射角，不管入射角多大，光發(fā)生反射時(shí)，光的傳播方向都要改變，選項(xiàng)A正確；光發(fā)生反射時(shí)，當(dāng)入射角等于45°時(shí)，光的傳播方向偏轉(zhuǎn)90°，選項(xiàng)B正確；光從一種介質(zhì)射到與另一種介質(zhì)的分界面時(shí)，一定有部分光發(fā)生反射，選項(xiàng)C正確；光發(fā)生折射時(shí)，光的傳播方向偏轉(zhuǎn)一定小于90°，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 2．(多選)如圖所示，虛線表示兩種介質(zhì)的界面及其法線，實(shí)線表示一條光線射向界面后發(fā)生反射和折射的光線，以下說(shuō)法正確的是(　　) A．bO不可能是入射光線 B．a(chǎn)O可能是入射光線 C．cO可能是入射光線 D．Ob可能是反射光線 解析：選ABD　由于入射角等于反射角，入射

20、光線、反射光線關(guān)于法線對(duì)稱(chēng)，所以aO、Ob應(yīng)是入射光線或反射光線，PQ是法線。又因?yàn)榉瓷涔饩€、折射光線都不與入射光線位于法線同側(cè)，所以aO是入射光線，Ob是反射光線，Oc是折射光線。故A、B、D正確。 3.現(xiàn)在高速公路上的標(biāo)志牌都用“回歸反光膜”制成，夜間行車(chē)時(shí)，它能把車(chē)燈射出的光逆向返回，所以標(biāo)志牌上的字特別醒目。這種“回歸反光膜”是用球體反射元件制作的。如圖所示，一束單色光射入一玻璃球體，入射角為60°。已知光線在玻璃球內(nèi)經(jīng)一次反射后，再次折射回到空氣中時(shí)與入射光線平行。此玻璃的折射率為(　　) A.　　　　B．1.5　　　　C.　　　　D．2 解析：選C　如圖所示，為光線在玻璃球內(nèi)

21、的光路圖。A、C為折射點(diǎn)，B為反射點(diǎn)，作OD平行于入射光線，故∠AOD＝∠COD＝60°，所以∠OAB＝30°，玻璃的折射率n＝＝，故C正確。 4．某同學(xué)由于沒(méi)有量角器，他在完成了光路圖后，以O(shè)點(diǎn)為圓心，10 cm為半徑畫(huà)圓，分別交線段OA于A點(diǎn)，交線段OO′的延長(zhǎng)線于C點(diǎn)，過(guò)A點(diǎn)作法線NN′的垂線AB交NN′于B點(diǎn)，過(guò)C點(diǎn)作法線NN′的垂線CD交NN′于D點(diǎn)，如圖所示。用刻度尺量得OB＝8 cm，CD＝4 cm，由此可得出玻璃的折射率n＝________。 解析：由題圖可知sin∠AOB＝，sin∠DOC＝，OA＝OC＝10 cm，根據(jù)n＝知，n＝＝＝＝1.5。 答案：1.5 [

22、課堂小結(jié)] [課時(shí)跟蹤檢測(cè)十一] 一、單項(xiàng)選擇題 1．若某一介質(zhì)的折射率較大，那么(　　) A．光由空氣射入該介質(zhì)時(shí)折射角較大 B．光由空氣射入該介質(zhì)時(shí)折射角較小 C．光在該介質(zhì)中的速度較大 D．光在該介質(zhì)中的速度較小 解析：選D　由n＝可知，光由空氣射入介質(zhì)時(shí)的折射角是由折射率n和入射角θ1共同決定的，所以A、B均錯(cuò)；由n＝可知，介質(zhì)的折射率越大，光在該介質(zhì)中的速度越小，故C錯(cuò)，D對(duì)。 2．如果光以同一入射角從真空射入不同介質(zhì)，則折射率越大的介質(zhì)(　　) A．折射角越大，表示這種介質(zhì)對(duì)光線偏折作用越大 B．折射角越大，表示這種介質(zhì)對(duì)光線偏折作用越小 C．折射角

23、越小，表示這種介質(zhì)對(duì)光線偏折作用越大 D．折射角越小，表示這種介質(zhì)對(duì)光線偏折作用越小 解析：選C　根據(jù)折射率n＝，在入射角相同的情況下，折射率越大的介質(zhì)，其折射角越小，該介質(zhì)對(duì)光的偏折作用越大。C正確。 3．關(guān)于光的折射現(xiàn)象，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．折射角一定小于入射角 B．折射率跟折射角的正弦值成反比 C．折射角增大為原來(lái)的2倍，入射角也增大為原來(lái)的2倍 D．折射率大的介質(zhì)，光在其中的傳播速度小 解析：選D　光從折射率大的介質(zhì)斜射入折射率小的介質(zhì)時(shí)，折射角大于入射角，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；折射率由介質(zhì)材料決定，與折射角的大小無(wú)關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；折射率n＝，折射角增大為原來(lái)的2倍，

24、入射角并不增大為原來(lái)的2倍，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；折射率與光速的關(guān)系是n＝，則n大時(shí)v小，選項(xiàng)D正確。 4．光線由空氣射向某介質(zhì)，當(dāng)入射角為i時(shí)，折射光線與反射光線正好垂直，那么這種介質(zhì)的折射率和光在該介質(zhì)中的速度分別為(　　) A．n＝sin i，v＝c·sin i B．n＝tan i，v＝c·tan i C．n＝tan i，v＝ D．n＝cos i，v＝ 解析：選C　由于折射光線與反射光線正好垂直，所以折射角r＝90°－i，則n＝tan i，A、D項(xiàng)錯(cuò)誤；又n＝，故v＝，B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確。 5.如圖所示，P、Q是兩種透明材料制成的兩塊直角梯形的棱鏡，疊合在一起組成一個(gè)長(zhǎng)方體。某單

25、色光沿與P的上表面成θ角的方向斜射向P，其折射光線正好垂直通過(guò)兩棱鏡的界面。已知材料的折射率nP＜nQ，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．一定沒(méi)有光線從Q的下表面射出 B．從Q的下表面射出的光線一定與入射到P的上表面的光線平行 C．如果光線從Q的下表面射出，出射光線與下表面所夾的銳角一定大于θ D．如果光線從Q的下表面射出，出射光線與下表面所夾的銳角一定小于θ 解析：選D　作出光路圖，如圖所示。由題意可知，光線垂直射入Q，根據(jù)折射定律，則有：nP＝，nQ＝；因?yàn)閚P＜nQ，β＝r，所以α＜i，所以D對(duì)。 二、多項(xiàng)選擇題6．如圖所示，一玻璃柱體的橫截面為半圓形。單色光束從空氣射到柱體的

26、O點(diǎn)(半圓的圓心)，產(chǎn)生反射光束1和折射光束2。已知玻璃柱的折射率為，入射角為45°(相應(yīng)的折射角為24°)。現(xiàn)保持入射光束不變，將半圓柱繞通過(guò)O點(diǎn)垂直于紙面的軸線順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)15°，如圖中虛線所示，則(　　) A．光束1轉(zhuǎn)過(guò)15° B．光束1轉(zhuǎn)過(guò)30° C．光束2轉(zhuǎn)過(guò)的角度小于15° D．光束2轉(zhuǎn)過(guò)的角度大于15° 解析：選BC　轉(zhuǎn)動(dòng)前，光束1(反射光)與入射光線間的夾角為A＝45°×2＝90°，光束2(折射光)的反向延長(zhǎng)線與入射光線間的夾角為B＝45°－24°＝21°；轉(zhuǎn)動(dòng)后，反射光線與入射光線的夾角A′＝60°×2＝120°，根據(jù)折射定律＝，得r＝30°，則折射光線的反向延長(zhǎng)線與

27、入射光線間的夾角為B′＝60°－30°＝30°，得ΔA＝A′－A＝30°，ΔB＝B′－B＝9°，故B、C項(xiàng)正確。 7．如圖所示，光在真空和介質(zhì)的界面MN上發(fā)生偏折，那么下列說(shuō)法正確的是(　　) A．光是從真空射向介質(zhì) B．介質(zhì)的折射率約為1.73 C．光在介質(zhì)中的傳播速度約為1.73×108 m/s D．反射光線與折射光線成60°角 解析：選BC　因?yàn)檎凵浣谴笥谌肷浣?，所以光是從介質(zhì)射向真空的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；據(jù)折射率公式n＝，所以n≈1.73，選項(xiàng)B正確；再由折射率n＝，代入數(shù)據(jù)得v≈1.73×108 m/s, 選項(xiàng)C正確；由幾何關(guān)系易知，反射光線與折射光線成90°角，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

28、 三、非選擇題 8. 如圖所示為某同學(xué)在測(cè)定一厚度均勻的圓柱形玻璃的折射率時(shí)，先在白紙上作一與玻璃圓柱同半徑的圓，圓心為O，將玻璃圓柱平放在白紙上，使其邊界與所畫(huà)的圓重合。在玻璃一側(cè)豎直插兩枚大頭針P1和P2，再在另一側(cè)先后插兩枚大頭針P3和P4，使從另一側(cè)隔著玻璃觀察時(shí)，大頭針P4和P3與P2和P1的像恰在一條直線上，移去玻璃圓柱和大頭針后，在本題的圖中畫(huà)出： (1)沿P1和P2連線方向的入射光線通過(guò)圓柱形玻璃后的傳播方向；光線在玻璃內(nèi)的傳播方向；在光線的入射點(diǎn)作法線，標(biāo)出入射角θ1和折射角θ2。 (2)寫(xiě)出計(jì)算玻璃折射率的公式(不必計(jì)算)。 解析：(1)如圖所示，過(guò)P1、P2作直線

29、交圓周于O1點(diǎn)，過(guò)點(diǎn)O1作法線O1O；過(guò)P3、P4作直線為出射光線，交圓周于O2點(diǎn)；過(guò)O2O作直線為法線。連接O1O2為入射光線在玻璃內(nèi)的折射光線。P1P2與O1O的夾角即為入射角θ1，O1O2與O1O的夾角即為折射角θ2。 (2)量出圖中標(biāo)出的入射角θ1和折射角θ2，折射率n12＝。 答案：(1)見(jiàn)解析圖　(2)n12＝ 9．如圖所示，一等腰直角三棱鏡放在真空中，斜邊BC＝d，一束單色光以60°的入射角從AB側(cè)面的中點(diǎn)入射，折射后從側(cè)面AC射出。已知三棱鏡的折射率n＝，單色光在真空中的光速為c，求： (1)第一次折射時(shí)的折射角； (2)此單色光在三棱鏡中的傳播速度； (3)此單色光通過(guò)三棱鏡的時(shí)間。 解析：(1)單色光在AB面上發(fā)生折射，光路如圖所示。 根據(jù)折射定律得n＝，n＝ 由以上兩式得α＝45°。 (2)光在棱鏡中的速度 v＝c。 (3)因α＝45°，故光在棱鏡內(nèi)傳播的路徑DE與BC平行，且DE＝BC＝，所以，t＝。 答案：(1)45°　(2)c　(3) 13