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高中物理选修34光教师版

1.平面直角坐标系xOy 中,第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场,第Ⅲ现象存在沿y 轴负方向的匀强电场,如图所示。

一带负电的粒子从电场中的Q 点以速度v0沿x 轴正方向开始运动,Q 点到y 轴的距离为到x 轴距离的2倍。

粒子从坐标原点O 离开电场进入电场,最终从x 轴上的P 点射出磁场,P 点到y 轴距离与Q 点到y 轴距离相等。

不计粒子重力,为: (1)粒子到达O 点时速度的大小和方向; (2)电场强度和磁感应强度的大小之比。

答案:(1)在电场中,粒子做类平抛运动,设Q 点到x 轴的距离为L ,到y 轴的距离为2L ,粒子的加速度为a ,运动时间为t,有①学生姓名 赖姗姗 年 级 高二 学 科 物理 上课时间教师姓名 田晋臣课 题 光复习课·教学目标(1)了解介质的折射率与光速的关系; (2)掌握光的折射定律; (3)掌握介质的折射率的概念 (4)理解光的全反射现象;(5)掌握临界角的概念和发生全反射的条件; (6)了解全反射现象的应用教学过程教师活动学生活动②设粒子到达O点时沿y轴方向的分速度为vyvy= at③设粒子到达O点时速度方向与x轴方向的夹角为α,有④联立①②③④式得α=45°⑤即粒子到达O点时速度方向与x轴方向的夹角为45°角斜向上。

设粒子到达O点时的速度大小为v,由运动的合成有⑥联立①②③⑥式得⑦(2)设电场强度为E,粒子电荷量为q,质量为m,粒子在电场中受到的电场力为F,由牛顿第二定律可得F=ma ⑧又F=qE ⑨设磁场的磁感应强度大小为B,粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R,所受的洛伦兹力提供向心力,有⑩由几何关系可知⑪联立①②⑦⑧⑨⑩⑪式得⑫2.如图M-13所示,一个带电的小球从P点自由下落,P点距场区边界MN高为h,边界MN下方有方向竖直向下、电场场强为E的匀强电场,同时还有垂直于纸面的匀强磁场,小球从边界上的a点进入电场与磁场的复合场后,恰能做匀速圆周运动,并从边界上的b点穿出,已知ab=L,求:(1)小球的带电性质及其电量与质量的比值;(2)该匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向;(3)小球从P开始,第四次经过边界MN共需时间为多少?图M-13解:带电粒子在复合场中做匀速圆周运动,则重力和电场力平衡,洛伦兹力提供做圆周运动的向心力.(1)重力和电场力平衡,电场力方向向上,电场方向向下,则小球带负电,有mg=Eq比荷=.(2)粒子由a到b运动半周,由其受力方向根据左手定则可知磁场方向为垂直纸面向外,有qvB=mmgh=mv2L=2R联立可得B==.(3)小球从P开始,第四次经过边界MN共需时间为t=3+2=3+.光的折射1. 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2. 如图所示,一束光从空气垂直射到直角棱镜的AB面上,已知棱镜材料的折射率为1.4,则这束光进入棱镜后的光路图应为下图中的( )解析:因为n=1.4,所以根据sinC=知临界角等于45°.光线垂直AB面射入,在AC面入射角为60°>45°,发生全反射.A错误.光线经AC面全反射后射到BC面时入射角为30°<45°,在该介面上既有反射现象又有折射现象,且折射角大于入射角,B、C错误.答案:D3.如图,一束单色光射入一玻璃球体,入射角为60°。

己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.B.1.5 C. D.2C 解析:如图,为光线在玻璃球内的光路图.A、C为折射点,B为反射点,作OD平行于入射光线,故,所以,玻璃的折射率全反射4. 半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图所示,O点为圆心,OO′为直径MN的垂线.足够大的光屏PQ紧靠在玻璃砖的右侧且与MN垂直.一光束沿半径方向与OO′成θ=30°射向O 点,光屏PQ区域出现两个光斑.当θ逐渐增大到45°时,光屏上的两个光斑恰好变成一个.试求:①圆形玻璃砖材料的折射率n;②当光束沿半径方向与OO′成θ=30°射向O点时,光屏PQ区域两个光斑的距离.学科问题:1.对概念理解不清晰2.对公式的运用以及几何关系的结合不熟练学生问题:1.计算能力不达标2.不理解公式的由来以及其相关的意义、变形3.对物理题目整个模型的建立不熟悉1.光线由媒质A射向媒质B,入射角i小于折射角γ,由此可知()A、媒质A是光疏媒质;B、光在媒质A中速度比在媒质B中大;C、媒质A的折射率大于媒质B的折射率;D、光从媒质A进入媒质B不可能发生全反射。

答案:C2. 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,如图能正确描述其光路的是()A.B.C.D.考点:光的折射定律.专题:光的折射专题.分析:根据折射定律垂直于射向界面的光线不发生偏折,由光疏介质射向光密介质折射角变小.解答:A、垂直射向玻璃时,光线不发生偏折,到达玻璃底面时,若入射角大于临界角则发生反射,没有折射光线.故A有可能,A正确;B、由空气射向玻璃,时光疏介质射向光密介质,不可能发生全反射,没有折射光线.故B错误;C、若光线到达玻璃的底面时入射角小于临界角则同时发生折射和反射,但应该空气中的折射角大于玻璃中的入射角,故C错误;D、由空气射向玻璃时,同时发生折射和反射,但应该玻璃中的折射角小于空气中的入射角,故D错误.故选:A.点评:解决本题的关键是掌握反射定律和折射定律,结合数学知识即可求解3. 如图所示,AOBC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=10cm 的四分之一圆弧,AB与竖直屏MN垂直,屏上D点为AB延长线与MN的交点,AD=R.某一单色光射向圆心O,在AB分界面上的入射角i=45°,已知该介质对此光的折射率为n=,求屏MN上光斑与D的距离.考点:光的折射定律.专题:光的折射专题.分析:由折射定律求出折射角,由几何知识可求得屏MN上光斑与D的距离.解答:解:由折射定律得n==解得折射角r=60°又DO=2R故屏MN上光斑P与D的距离PD=DOtan30°=2R•=答:屏MN上光斑P与D的距离为.点评:本题首先要能正确作出光路图,并能正确应用几何关系和折射定律结合进行解题.4. 光线从空气射入玻璃砖,当入射角为60时,折射光线与发射光线恰好垂直。

求:光在该玻璃砖中传播速度是多少?(v=1.73×108m/s)解析:光在玻璃中的传播速度为1.光线从空气射入玻璃砖,当入射角为60º时,折射光线与反射光线恰好垂直,求该玻璃砖的折射率解析:光路图如下图所示由题意可知,光在玻璃中的折射角所以,玻璃的折射率为2.已知水、水晶、玻璃和二硫化碳的折射率分别为1.33、1.55、1.60和1.63,如果光按下面几种方式传播,可能发生全反射的是( )A.从水晶射入玻璃B.从水射入二硫化碳C.从玻璃射入水中D.从水射入水晶答案:C3. 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的入射点为B,∠AOB=60°,已知该玻璃对红光的折射率为n=①求红光在玻璃中的传播速度为多大?②求两条光线经圆柱面和底面折射后的交点与O点的距离d;答案:①由n=c/v得v=×108m/s=1.73×108m/s②如图所示,光线1不偏折.光线2入射角i=60°.sin r==,r=30°,i′=60°-r=30°.sin r′=nsin i′=,r′=60°,由正弦定理,得OC=R,则d=OC·tan 30°=R.查漏补缺1.一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va和vb,则()A.na>nb B.na<nb C.va>vb D.va<vbAD光的折射定律.【分析】由图看出,两束光的入射角相同,玻璃对单色光a的折射角小于b的折射角,根据折射定律分析折射率的大小关系,由v=分析光a、b在玻璃中的传播速度的关系.【解答】解:A、B由图看出,两束光的入射角i相同,玻璃对单色光a的折射角小于b的折射角,根据折射定律n=得知,玻璃对a光的折射率大于玻璃对b的折射率,即有na>nb.故A正确,B错误.C、D由v=分析得到a光在玻璃中的传播速度小于b在玻璃中的传播速度,即有va<vb.故C错误,D正确.故选A2.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,AD⊥BO,∠DAO=30°,光在空气中国的传播速度为c,求①玻璃砖的折射率及光线在圆弧面上出射时的折射角;②光在玻璃砖中传播的时间.【解答】解:①光路如图所示,由于折射光线CE平行于BO,因此光线在圆弧面上的入射点E到BO的距离也为,则光线在E点的入射角α满足sinα=,得:α=30°由几何关系可知,∠COE=90°,因此光线在C点的折射角为:r=30°由折射定律知,玻璃砖的折射率为:n===由于光线在E点的入射角为30°,根据折射定律可知,光线在E点的折射角为60°.②由几何关系可知,CE==光在玻璃砖中传播的速度为:v=因此光在玻璃砖中传播的时间为:t==答:①玻璃砖的折射率是,光线在圆弧面上出射时的折射角是60°;②光在玻璃砖中传播的时间是.举一反三(考虑要全面)1.如图所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的横截面图,圆弧CD是半径为R的四分之一圆周,圆心为O.光线从AB面上的M点入射,入射角i=60°,光进入棱镜后恰好在BC面上的O点发生全反射,然后由CD面射出.已知OB段的长度l=6cm,真空中的光速c=3.0×108m/s.求:①透明材料的折射率n②光从M点传播到点O所用的时间t.【解答】解:①(5分)光线在AB面上发生折射,由折射定律得:在BC面上恰好发生全反射,入射角等于临界角C,那么,由几何关系可知:联立解得:②(5分)光在棱镜中的传播速度那么,光从M到O所用的时间2. 如图所示,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,一条光线与AC方向成45o的入射角,从AC边的中点M 射入棱镜,画出光路图,并求光线从棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原来路返回的情况)。

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