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类型四光学衔接衔接内容知识拓展初高中对比光的折射规律光从一种物质斜射入另一种介质时,入射角1的正弦与折射角2的正弦的比值是一个定值,比值的大小等于光在这两种介质传播速度的比,即sin1sin2=v1v2对于几何光学而言,初中物理侧重于定性研究,高中物理侧重于定量研究透镜成像规律利用特殊光路结合数学知识可以得出透镜成像时焦距、物距、像距之间的定量关系,表达式:1u+1v=1f( 凸透镜成实像时 );1u-1v=1f( 凸透镜成虚像时 )1.如图所示,一束平行光从空气中照射到平行玻璃砖的上表面,经折射后从下表面射出,射出的光线平行( 选填“平行”或“不平行” ),物理学中把光从真空射入介质中发生折射时的入射角i与折射角r的正弦之比n叫做介质的“绝对折射率”,简称“折射率”,若图中的=60,=30,空气可以近似看成真空,则此玻璃砖的折射率为3。2.某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n( 指光在真空中的速度与在玻璃中的速度之比,数值上等于光由玻璃斜射入真空或空气时折射角的正弦与入射角的正弦之比 )。如图甲所示,O是圆心,MN是法线,AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径。该同学测得多组入射角i和折射角r,作出sin i-sin r图像如图乙所示,( B )A.光由A经O到B,n=1.5B.光由B经O到A,n=1.5C.光由A经O到B,n=0.67D.光由B经O到A,n=0.67【解析】由题图乙可知,sin isin r,则ir,所以光线从玻璃射入空气,即光由B经O到A,n=sinrsini=0.90.6=1.5,B项正确。3.一束激光从某种玻璃中射向空气( 如图1所示 ),保持入射点不动,改变入射角( 每次增加0.2 ),当入射角增大到41.8时,折射光线消失( 如图2所示 ),只存在入射光线与反射光线,这种现象叫做光的全反射,发生这种现象时的入射角叫做这种物质的临界角。当入射角大于临界角时,只发生反射,不发生折射。( 1 )上述玻璃的临界角是41.8。( 2 )当光从空气射向玻璃,不会( 选填“会”或“不会” )发生光的全反射现象。( 3 )一个三棱镜由上述玻璃构成,让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入( 如图3所示 ),请在图中完成这束入射光的光路图。【答案】如图所示4.某小组的同学用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验。( 1 )如图所示,要使像能够成在光屏的中央,应将光屏向下调整。( 2 )实验过程中,当烛焰距凸透镜15 cm时,移动光屏至某一位置,在光屏上得到一个等大清晰的像,则该凸透镜的焦距是7.5cm。( 3 )实验时,小明发现凸透镜中间有一小块污渍,为此小组内的同学展开了如下的讨论,你觉得较合理的想法应该是小强同学的。小明:将蜡烛、凸透镜和光屏调整到合适的位置后,可以看到烛焰的像,但像的中间没有了。小强:将蜡烛、凸透镜和光屏调整到合适的位置后,可以看到烛焰完整的像,但像的亮度较暗。小霞:无论怎样调整蜡烛、凸透镜和光屏的位置,都只能看到那块污渍的像。( 4 )进一步的研究表明,凸透镜成像时,其物距u、像距v和焦距f三者之间满足如下的数量关系:1u+1v=1f,式中三个物理量使用相同的长度单位,则当凸透镜的焦距f=5 cm,物距u=30 cm时,像成在另一侧距凸透镜6cm 处。3
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