高考物理 第1讲 光的折射全反射考点知识总复习教案53.docx

1、高考物理 第1讲 光的折射全反射考点知识总复习教案532021年高考物理 第1讲 光的折射、全反射考点知识总复习教案53第1讲光的折射、全反射光的折射定律折射率(考纲要求)1折射现象光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向发生改变的现象2折射定律(1)内容：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(2)表达式：n12，式中n12是比例常数3折射率(1)物理意义：折射率仅反映介质的光学特性，折射率大，说明光从真空射入到该介质时偏折大，反之偏折小(2)定义式：n，不能说n与sin 1成正比，与sin 2成反比折射率由介质本身的光

2、学性质和光的频率决定(3)计算公式：n，因vn2，t Bn1n2，tCn1n2，t Dn1n2，t解析刚好发生全反射的条件是入射角等于临界角，注意光是在玻璃芯中传播的，而不是在空气中传播的传播距离为x，传播速度为v，故传播时间为t.答案B图2135(xx全国卷，16)如图213所示，雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是()A紫光、黄光、蓝光和红光B紫光、蓝光、黄光和红光C红光、蓝光、黄光和紫光D红光、黄光、蓝光和紫光解析由于太阳光经过小水滴时，经过两次折射，一

3、次反射，在进入小水滴后就被分解成七色光，这七色光再经过水滴内表面反射进入我们的视角，形成七彩的虹，通过比较第一次折射可以看出，入射角均相同，a光的折射角r最小而d光的折射角r最大，根据其折射率n知水对a光的折射率最大，而对d光的折射率最小，再由在同种介质中，紫光折射率最大而红光折射率最小可判断只有B选项正确答案B图2146一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，如图214为过轴线的截面图，调整入射角，使光线恰好在水和空气的界面上发生全反射已知水的折射率为，求sin 的值解析当光线在水面恰好发生全反射时，有sin C，当光线从左侧射入时，由折射定律得n，联立式，代入数据可得sin .答案

4、考点一折射定律的理解及应用【典例1】 一半径为R的球图215体放置在水平桌面上，球体由折射率为的透明材料制成现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，如图215所示，已知入射光线与桌面的距离为R.求出射角.解析设入射光线与球体的交点为C，连接OC，OC即为入射点的法线因此，右图中的角1为入射角过C点作球体水平表面的垂线，垂足为B.依题意，COB1.又由OBC知sin 1设光线在C点的折射角为2，由折射定律得由式得230由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角3(见上图)为30，由折射定律得.因此sin ，解得60.答案60【变式1】 发

5、出白光的细线光源ab长度为图216l0，竖直放置，上端a恰好在水面以下，如图216所示现考虑线光源ab发出的靠近水面法线(图中的虚线)的细光束经水面折射后所成的像，由于水对光有色散作用，若以l1表示红光成的像的长度，l2表示蓝光成的像的长度，则()Al1l2l2l0Cl2l1l0 Dl2l1l0解析如图所示，由于蓝光折射率比红光折射率大，则同一点发出的光经过水面折射时，蓝光比红光偏折角大，则沿反方向延长线所成虚像的长度比较小，则l2l1l0.答案D考点二光的折射、全反射的综合应用【典例2】 (xx全国卷)图217一半圆柱形透明物体横截面如图217所示，地面AOB镀银，O表示半圆截面的圆心，一束

6、光线在横截面内从M点入射，经过AB面反射后从N点射出已知光线在M点的入射角为30，MOA60，NOB30.求：(1)光线在M点的折射角；(2)透明物体的折射率解析(1)如图，透明物体内部的光路为折线MPN，Q、M点相对于底面EF对称，Q、P和N三点共线设在M点处，光的入射角为i，折射角为r，OMQa，PNF，根据题意有30.由几何关系得：PNOPQOr，于是r60且r.由式得r15(2)根据折射率公式有sin insin r由式得n.答案(1)15(2)(1)解答光学问题应先准确画出光路图(2)用光发生全反射的条件来判断光是否已经发生全反射(3)在处理光学问题时应充分利用光的可逆性、对称性、相

7、似性等几何关系【变式2】 (xx长治月考)图218一足够大的水池内盛有某种透明液体，液体的深度为H，在水池的底部中央放一点光源，其中一条光线以30入射角射到液体与空气的界面上，它的反射光线与折射光线的夹角为105，如图218所示求：(1)这种液体的折射率；(2)液体表面亮斑的面积解析(1)由图知，入射角130，折射角245n1.414.(2)若发生全反射，入射角C应满足sin C解得C45亮斑半径RHtan CH亮斑面积SH2.答案(1)1.414(2)H2考点三测定玻璃的折射率【典例3】 某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，图219所用的玻璃砖两面平行正确操作后，作出的光路图及测出的相关角

8、度如图219所示(1)此玻璃的折射率计算式为n_(用图中的1、2表示)；(2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度_(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量解析(1)本题意在考查学生对入射角、折射角、折射率的理解和应用光线由空气射入玻璃的入射角i1，折射角r2，由折射率的定义可得：n，根据平行玻璃砖对光线的影响可知，玻璃砖宽度越大，侧移量越大，折射角的测量误差越小答案(1)(或)(2)大【变式3】 (xx天津卷，9)某同图2110学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率开始玻璃砖的位置如图2110中实线所示，使大头针P1、P2与圆心O在同一直线上，该直线

9、垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动，同时在玻璃砖的直径边一侧观察P1、P2的像，且P2的像挡住P1的像如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失此时只须测量出_，即可计算玻璃砖的折射率请用你的测量量表示出折射率n_.解析光线指向圆心入射时不改变传播方向，恰好观察不到P1、P2的像时发生全反射，测出玻璃砖直径边绕O点转过的角度，此时入射角即为全反射临界角，由sin 得n.答案玻璃砖直径边绕O点转过的角度图21111(xx全国卷，20改编)频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图2111所示，下列说法正确的是()A单色光1的波长大于单色光2的波长B在玻璃中单色光1的传播速度大于单