高考导练高考物理一轮复习第十三章光第1讲光的折射全反射自主测评新人教版选修34

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高考物理一轮复习第十三章光电磁波相对论第一节光的折射全反射

设在 M 点处，光的入射角为 θ1，折射角为 θ2，∠OMQ＝α， ∠PNF＝β.根据题意有 α＝30°①
由几何关系得∠PNO＝∠PQO＝θ2，所以β＋θ2＝60°②
且α＋θ2＝β③
由①②③式得θ2＝15°.④
(2)根据折射率公式有n＝ssiinnθθ12⑤
由④⑤式得n＝
6＋ 2
2≈1.932.
(1)15°
2．一束复色光由空气斜射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光 a、b.已知 a 光的频率小于 b 光的频率，下列光路图正确的是( )
解析：两种单色光射入玻璃砖时的折射角小于入射角，据此可排除选项 A、B；已知 a 光的频率小于 b 光的频率，那么 a 光在玻璃砖中的折射率较小，入射角相同时，折射角较大，选项 D 正确．
(2)表达式：ssiinnθθ12＝n. (3)规律：在光的折射现象中，光路是________的． 2．折射率 (1)折射率是一个反映介质的________的物理量． (2)定义式：n＝________.
(3)计算公式：n＝vc，v 为介质中光速，n 为介质的折射率，总大于 1，故光在介质中的传播速度必________真空中的光速．
类别平行玻璃砖
项目
三棱镜
圆柱体(球)
应用
测定玻璃的折射率
改变光的传播全反射棱镜，改方向变光的传播方向
3.应用近似法求解视深一般瞳孔的宽度d＝2 mm～3 mm，因此i和r都非常小，如图所示，则sini≈tani＝ha，sinr≈tanr＝ha0.
由折射定律
sini sinr
＝n，得视深公式h＝
答案：B
3．如图所示，一个半径为 R、透明的14球体放置在水平面上，一束蓝光从 A 点沿水平方向射入球体后经 B 点射出，最后射到水平面上的 C 点．已知 OA＝R2，该球体对蓝光的折射率为 3.则它从球面射出时的出射角 β＝________.

高三物理一轮复习 13.1光的折射全反射课件

播．
2．光沿直线传播的条件及光速
(1)光在同种□3 均匀介质中，总是沿着直线传播，光在
真空中的传播速度 c＝□4 3.0×108 m/s .光在任何介质中的
传播速度都□5 小于 c .
(2)若 n 为介质的折射率，则光在此介质中的传播速度 v
＝□6
c n
.
二、光的折射 1．折射现象
光从一种介质进入另一种介质时，在界面上光路发生□7
改变的现象．
2．折射定律
折射光线与入射光线、法线在□8 同一平面内；折射光
线与入射光线分别位于□9 法线的两侧；入射角的正弦和折 □ 射角的正弦成正比，即 10 ssiinnθθ12＝n .
3．折射率
(1)定义：光从□11 真空射入□12 某种介质发生折射时，
入射角的正弦与折射角的□13 正弦之比，叫做这种介质的折
A
B
C
D
图 13－1－3
解析：光的频率越高，折射率越大，所以紫光的偏折程度大，B 正确．
答案：B
2．(多选题)如图 13－1－4 所示，光在真空和介质的界面 MN 上发生偏折，那么下列说法正确的是( )
图 13－1－4
A．光是从真空射向介质 B．介质的折射率为 1.73 C．光在介质中的传播速度为 1.73×108 m/s D．反射光线与折射光线成 60°角
解析：因为折射角大于入射角，所以光是从介质射向真空的，选项 A 错误．据折射率公式 n＝ssiinn6300°°，所以 n＝1.73，选项 B 正确．再由折射率 n＝vc，代入数据得 v＝1.73×108 m/s，选项 C 正确．而反射光线与折射光线成 90°角，选项 D 错误．
三、全反射 1．定义

高考物理第一轮复习教案第13章《光》2光的折射全反射

13.2 光的折射、全反射知识目标一、光的折射1．折射现象：光从一种介质进入另一种介质，传播方向发生改变的现象．2．折射定律：折射光线、入射光线跟法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比．3．在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，入射角的正弦跟折射角的正弦之比，叫做介质的折射率．注意：光从真空射入介质．2．公式：n=sini/sinγ，折射率总大于1．即n＞1．3.各种色光性质比较：红光的n最小，ν最小，在同种介质中（除真空外）v最大，λ最大，从同种介质射向真空时全反射的临界角C最大，以相同入射角在介质间发生折射时的偏折角最小（注意区分偏折角．．．）。

．．．和折射角4．两种介质相比较，折射率较大的叫光密介质，折射率较小的叫光疏介质．【例1】一束光从空气射向折射率n=的某种玻璃的表面，如图所示，i表示入射角，则（） A．无论入射角i有多大，折射角r都不会超过450B．欲使折射角r＝300，应以i＝450的角度入射C．当入射角i＝arctan时，反射光线与折射光线恰好互相垂直D．以上结论都不正确解析：针对A：因为入射角最大值i max=900，由折射定律sini/sinγ=n，0，故A正确．sinγ=sini/n=sin900/=/2 所以γ针对B：由sini/sinγ=n知，当r＝300时sini=sinγn=×sin300=/2 所以，I=450，即选项B正确针对c：当入射角i＝arctan 时，有sini/cosi=，由折射定律有sini/sinγ=n＝所以cosi＝sinγ，则i＋r=900所以在图中，OB⊥OC．故选项C也正确．答案：ABC【例2】如图所示，一圆柱形容器，底面直径和高度相等，当在S处沿容器边缘的A点方向观察空筒时，刚好看到筒底圆周上的B点．保持观察点位置不变，将筒中注满某种液体，可看到筒底的中心点，试求这种未知液体的折射率是多大？解析：筒内未装液体时，S点的眼睛能看到B点以上部分，注满液体后，由O点发出的光线经液面折射后刚好进入眼睛，根据折射定律知：n=sini/sinγ=/2=1.58 即这种未知液体的折射率n=1．58．三、全反射1．全反射现象：光照射到两种介质界面上时，光线全部被反射回原介质的现象．2．全反射条件：光线从光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角．3．临界角公式：光线从某种介质射向真空（或空气）时的临界角为C，则sinC=1/n=v/c 【例3】潜水员在折射率为的透明的海水下hm深处，向上观察水面，能看到的天穹和周围的景物都出现在水面上的一个圆形面积为S的区域内，关于圆面积S和深度h的关系正确的是（ C ）A、S与水深h成正比B、S与水深h成反比C、S与水深h的平方成正比D、S与水深h的平方成反比【例4】完全透明的水中某深处，放一点光源在水面上可见到一个圆形的透光平面，如果透光圆面的半径匀速增大，则光源正在（ D ）A、加速上升B、加速下沉C、匀速上升D、匀速下沉四、棱镜与光的色散1.棱镜对光的偏折作用一般所说的棱镜都是用光密介质制作的。

高三物理一轮复习第十三章光学1光的折射全反射课件

最新考纲提示
1.光的折射定律(Ⅱ) 2.折射率(Ⅰ) 3.全反射、光导纤维(Ⅰ) 4.光的干涉、衍射和偏振现象(Ⅰ) 5.实验:测定玻璃的折射率 6.实验:用双缝干涉测光的波长
命题热点预测
1.常考点:光的折射定律、折射率和全反射.考查形式,选择题和计算题都有可能 2.命题热点:光的折射定律、折射率和全反射、双缝干涉明暗条纹的位置、条纹宽度与波长的关系 3.实验没有考查过,2015 年考查实验的可能性也不会很大,但复习中不能疏漏
要点研析突破
例1(2015·安徽卷)如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气．当出射角i′和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ.已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表角为r，由几何关系有θ＝2(i－r)，
确．
答案：A
2、如图，三棱镜的横截面为直角三角形ABC，∠A＝30°，AC平行于光屏MN ，与光屏的距离为L，棱镜对红光的折射率为n1，对紫光的折射率为n2.一束很细的白光由棱镜的侧面AB垂直射入，直接到达AC面并射出．画出光路示意图，
并标出红光和紫光射在光屏上的位置，求红光和紫光在光屏上的位置之间的距离.
第十三章光学
1.本章在新课标地区属于选考内容,出现大型综合题的可能性不大,但作为模块 3-4 中相对独立的一部分内容(另一部分是振动和波的知识),命题几率是 100%,题型可以是选择题,也可以是计算题. 2.本章内容重点考查基础知识,拓展性题目不多,复习时不宜过深.其中命题频率较高的是光的折射定律、折射率、全反射. 3.预计 2015 年的命题还是会围绕光的折射定律、折射率和全反射的知识命题;由于《考试大纲》还规定了“测定玻璃的折射率”和“用双缝干涉测光的波长”的实验,因此实验也有命题的可能性,备考过程中要认真复习.

2023年高考物理一轮复习讲义——光的折射、全反射

自主命题卷全国卷考情分析2021·广东卷·T16(2)光的折射、全反射2021·湖南卷·T16(2)光的折射2021·河北卷·T16(2)光的折射、全反射2020·浙江7月选考·T13光的折射、全反射2020·北京卷·T1光的干涉2020·山东卷·T3双缝干涉2020·江苏卷·T13B(1)电磁波2020·北京卷·T3电磁波、光的衍射2019·北京卷·T14光的干涉、衍射2021·浙江6月选考·T17(2)实验：用双缝干涉实验测光的波长2019·天津卷·T9(2)实验：测量玻璃的折射率2021·全国甲卷·T34(1)光的折射2021·全国乙卷·T34(2)光的折射、全反射2020·全国卷Ⅱ·T34(2)光的折射、全反射2020·全国卷Ⅲ·T34(2)光的折射、全反射2019·全国卷Ⅰ·T34(2)光的折射2019·全国卷Ⅲ·T34(2)光的折射、全反射2019·全国卷Ⅱ·T34(2)实验：用双缝干涉实验测光的波长试题情境生活实践类全反射棱镜、光导纤维、增透膜、偏振滤光片、激光、雷达、射电望远镜、X射线管等学习探究类折射定律、全反射、测量玻璃的折射率、光的干涉现象、光的衍射、光的偏振现象、电磁振荡、用双缝干涉实验测光的波长第1讲光的折射、全反射目标要求 1.理解折射率的概念，掌握光的折射定律.2.掌握发生全反射的条件并会用全反射的条件进行相关计算．考点一折射定律折射率1．折射定律(1)内容：如图所示，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：sin θ1sin θ2＝n 12(n 12为比例常数)．2．折射率(1)定义式：n ＝sin θ1sin θ2.(2)计算公式：n ＝cv .因为v <c ，所以任何介质的折射率都大于1.1．无论是光的折射，还是反射，光路都是可逆的．( √ ) 2．入射角越大，折射率越大．( × )3．若光从空气射入水中，它的传播速度一定增大．( × )4．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．( √ )1．对折射率的理解(1)折射率的大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在该介质中传播速度的大小v ＝c n. (2)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关． ①同一种介质中，频率越大的光折射率越大，传播速度越小． ②同一种光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同． 2．光路的可逆性在光的折射现象中，光路是可逆的．如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射．3．平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制特点平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)对光线的作用通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底面偏折圆界面的法线是过圆心的直线，光线经过两次折射后向圆心偏折例1 (2021·浙江6月选考·12)用激光笔照射透明塑料制成的光盘边缘时观察到的现象如图所示．入射点O 和两出射点P 、Q 恰好位于光盘边缘等间隔的三点处，空气中的四条细光束分别为入射光束a 、反射光束b 、出射光束c 和d 、已知光束a 和b 间的夹角为90°，则( )A ．光盘材料的折射率n ＝2B ．光在光盘内的速度为真空中光速的三分之二C ．光束b 、c 和d 的强度之和等于光束a 的强度D ．光束c 的强度小于O 点处折射光束OP 的强度答案 D解析如图所示，由几何关系可得入射角为i ＝45°，折射角为r ＝30°根据折射定律有n ＝sin 45°sin 30°＝2212＝ 2所以A 错误；根据v ＝c n ＝22c ，所以B 错误；因为在Q 处光还有反射光线，光束b 、c 和d 的强度之和小于光束a 的强度，所以C 错误；光束c 的强度与反射光束PQ 强度之和等于折射光束OP 的强度，所以D 正确．例2 如图所示，有一块两个光学表面平行的光学元件，它对红光和紫光的折射率分别为n 1＝43、n 2＝85.今有一束宽度为a ＝3 cm 的红、紫混合光从其上表面以θ＝53°的入射角入射，问此元件的厚度d 至少为多大时，从元件下表面射出的红、紫两种光能分离？(已知sin 53°＝45)答案 28.96 cm解析作出如图所示光路图对红光，有sin θsin α＝n 1，可得α＝37°.对紫光，有sin θsin β＝n 2，可得β＝30°.设A 、B 间距离为l ，若恰好分开，则C 、D 间距离也为l ，由几何关系知d tan α－d tan β＝l ，而l ＝acos θ＝5 cm ，由以上各式解得d ≈28.96 cm.考点二全反射1．光密介质与光疏介质介质光密介质光疏介质折射率大小光速小大相对性若n 甲＞n 乙，则甲相对乙是光密介质若n 甲＜n 丙，则甲相对丙是光疏介质2.全反射(1)定义：光从光密介质射入光疏介质时，当入射角增大到某一角度，折射光线消失，只剩下反射光线的现象．(2)条件：①光从光密介质射向光疏介质．②入射角大于或等于临界角．(3)临界角：折射角等于90°时的入射角．若光从介质(折射率为n )射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C ，由n ＝sin 90°sin C ，得sin C ＝1n.介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小． 3．光导纤维光导纤维的原理是利用光的全反射(如图)．1．光密介质和光疏介质是相对而言的．同一种介质，相对于其他不同的介质，可能是光密介质，也可能是光疏介质．( √ )2．只要入射角足够大，就能发生全反射．( × )3．光线从光疏介质进入光密介质，入射角大于等于临界角时发生全反射现象．( × )分析综合问题的基本思路(1)判断光线是从光疏介质进入光密介质还是从光密介质进入光疏介质． (2)判断入射角是否大于或等于临界角，明确是否会发生全反射现象．(3)画出反射、折射或全反射的光路图，必要时还可应用光路的可逆原理画出光路图，然后结合几何知识推断和求解相关问题．例3 目前，移动和电信公司都升级了200 M 光纤入户，网速更快，光纤信号传输利用了光的全反射和折射原理，下面是某种单色光在光纤中的传播路径经过多次全反射后从右端射出．若该介质的折射率为233，则关于α、β的大小，下列判断正确的是( )A ．α<60°B ．α<30°C ．β>30°D ．β<30°答案 C解析设临界角为C ，根据全反射的条件可知，α≥C ，而sin C ＝1n ＝32 ，则C ＝60°，则α≥60°，A 、B 错误；光线从端点能射出，则有sin isin (90°－β)＝n ，其中i <90°，解得β>30°，C 正确，D错误．例4 如图甲所示，在平静的水面下深h 处有一个点光源s ，它发出两种不同颜色的a 光和b 光，在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由a 、b 两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为a 光的颜色(如图乙)．设b 光的折射率为n b ，则下列说法正确的是( )A ．在水中，a 光的波长比b 光小B ．水对a 光的折射率比b 光大C ．在水中，a 光的传播速度比b 光小D ．复色光圆形区域的面积为S ＝πh 2n b 2－1答案 D解析 a 光的照射面积大，知a 光的临界角较大，根据sin C ＝1n 知a 光的折射率较小，所以a光的频率较小，波长较大；根据v ＝cn 知，在水中，a 光的传播速度比b 光大，同一种色光在真空中和在水中频率相同，由v ＝λf 可知，在水中，a 光的波长比b 光大，选项A 、B 、C 错误；设复色光圆形区域半径为r ，复色光圆形区域边缘，b 光恰好发生全反射，依据sin C ＝1n b ，结合几何关系，可知sin C ＝r h 2＋r 2，而复色光圆形区域的面积S ＝πr 2，联立解得S ＝πh 2n b 2－1，D 正确．考点三光的折射和全反射的综合应用考向1光在三角形玻璃砖中的折射和全反射问题例5(2020·全国卷Ⅲ·34(2))如图，一折射率为3的材料制作的三棱镜，其横截面为直角三角形ABC，∠A＝90°，∠B＝30°.一束平行光平行于BC边从AB边射入棱镜，不计光线在棱镜内的多次反射，求AC边与BC边上有光出射区域的长度的比值．答案 2解析如图(a)所示，设从D点入射的光线经折射后恰好射向C点，光在AB边上的入射角为θ1，折射角为θ2，由折射定律有sin θ1＝n sin θ2①设从DB范围入射的光折射后在BC边上的入射角为θ′，由几何关系可知θ′＝30°＋θ2②由①②式并代入题给数据得θ2＝30°③n sin θ′>1④所以，从DB范围入射的光折射后在BC边上发生全反射，反射光线垂直射到AC边，AC边上全部有光射出．设从AD范围入射的光折射后在AC边上的入射角为θ″，如图(b)所示．由几何关系可知θ″＝90°－θ2⑤由③⑤式和已知条件可知n sin θ″>1⑥即从AD 范围入射的光折射后在AC 边上发生全反射，反射光线垂直射到BC 边上．设BC 边上有光线射出的部分为CF ，由几何关系得 CF ＝AC ·sin 30°⑦AC 边与BC 边有光出射区域的长度的比值为 AC CF＝2. 考向2 光在球形玻璃砖中的折射和全反射问题例6 (2017·全国卷Ⅲ·34(2))如图，一半径为R 的玻璃半球，O 点是半球的球心，虚线OO ′表示光轴(过球心O 与半球底面垂直的直线)．已知玻璃的折射率为1.5.现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线)．求：(1)从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值； (2)距光轴R3的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O 点的距离．答案 (1)23R (2)2.74R解析 (1)如图甲，从底面上A 处射入的光线，在球面上发生折射时的入射角为i ，当i 等于全反射临界角i C 时，对应入射光线到光轴的距离最大，设最大距离为l .i ＝i C ①设n 是玻璃的折射率，由全反射临界角的定义有 n sin i C ＝1② 由几何关系有sin i C ＝lR③联立①②③式并利用题给条件，得 l ＝23R ④ (2)如图乙，设与光轴相距R3的光线在球面B 点发生折射时的入射角和折射角分别为i 1和r 1，由折射定律有 sin r 1sin i 1＝n ⑤ 设折射光线与光轴的交点为C ，在△OBC 中，由正弦定理有 sin ∠C R ＝sin (180°－r 1)OC ⑥ 由几何关系有 ∠C ＝r 1－i 1⑦ sin i 1＝13⑧联立⑤⑥⑦⑧式及题给条件得 OC ＝3×(22＋3)5R ≈2.74R .课时精练1．(多选)如图所示，光导纤维由内芯和包层两个同心圆柱体组成，其中心部分是内芯，内芯以外的部分为包层，光从一端射入，从另一端射出，下列说法正确的是( )A．内芯的折射率大于包层的折射率B．内芯的折射率小于包层的折射率C．不同频率的可见光从同一根光导纤维的一端传输到另一端所用的时间相同D．若红光以如图所示角度入射时，恰能在内芯和包层分界面上发生全反射，则改用紫光以同样角度入射时，也能在内芯和包层分界面上发生全反射答案AD2.一复色光a沿如图所示方向从空气射向玻璃球，在球内分为b、c两束，O为球心．下列判断正确的是()A．c光在球中的传播时间长B．b光在球中传播速度小C．b光的频率小于c光D．增大a光入射角，b光可能在玻璃球内发生全反射答案 B解析因b光的偏折程度比c光大，可知玻璃对b光的折射率较大，则b光的频率较大，根据v＝cn可知b光在球中传播速度小，而b光在球中传播的距离较大，可知b光在球中的传播时间长，选项A、C错误，B正确；根据光路可逆可知，增大a光入射角，两种光都不能在玻璃球内发生全反射，选项D错误．3.人的眼球可简化为如图所示的光学模型，即眼球可视为由两个折射率相同但大小不同的球体组成．沿平行于球心连线方向，入射宽度为2R的平行光束进入眼睛，汇聚于视网膜上的P处(两球心连线的延长线在大球表面的交点)，图中小球半径为R，光线汇聚角为α＝30°，则两球体折射率为()A.62 B.3 C．2 D. 2答案 D解析根据几何关系可知，当光线对小球的入射角为45°，此时折射角为45°－15°＝30°，由折射定律可知n ＝sin 45°sin 30°＝2，故选D.4.如图，一长方体透明玻璃砖在底部挖去半径为R 的半圆柱，玻璃砖长为L .一束单色光垂直于玻璃砖上表面射入玻璃砖，且覆盖玻璃砖整个上表面．已知玻璃的折射率为2，则半圆柱面上有光线射出( )A ．在半圆柱穹顶部分，面积为πRL2B ．在半圆柱穹顶部分，面积为πRLC ．在半圆柱穹顶两侧，面积为πRL2D ．在半圆柱穹顶两侧，面积为πRL 答案 A解析光线经过玻璃砖上表面到达下方的半圆柱面出射时可能发生全反射，如图．设恰好发生全反射时的临界角为C ，由全反射定律得n ＝1sin C ，解得C ＝π4，则有光线射出的部分圆柱面的面积为S ＝2CRL ，解得S ＝12πRL ，故选A.5．(2021·全国甲卷·34(1))如图，单色光从折射率n ＝1.5、厚度d ＝10.0 cm 的玻璃板上表面射入．已知真空中的光速为3×108 m/s ，则该单色光在玻璃板内传播的速度为________ m/s ；对于所有可能的入射角，该单色光通过玻璃板所用时间t 的取值范围是________s ≤t <________s(不考虑反射)．答案 2×108 5×10－1035×10－10解析该单色光在玻璃板内传播的速度为 v ＝c n ＝3×1081.5m/s ＝2×108 m/s 当光垂直玻璃板射入时，光不发生偏折，该单色光通过玻璃板所用时间最短，最短时间t 1＝d v ＝0.12×108s ＝5×10－10 s 当光的入射角是90°时，该单色光通过玻璃板所用时间最长．由折射定律可知n ＝sin 90°sin θ，得sin θ＝23最长时间t 2＝d cos θv ＝dv1－sin 2θ＝35×10－10 s.6．(2021·广东卷·16(2))如图所示，一种光学传感器是通过接收器Q 接收到光的强度变化而触发工作的．光从挡风玻璃内侧P 点射向外侧M 点再折射到空气中，测得入射角为α，折射角为β；光从P 点射向外侧N 点，刚好发生全反射并被Q 接收，求光从玻璃射向空气时临界角θ的正弦值表达式．答案sin αsin β解析根据光的折射定律有n ＝sin βsin α根据光的全反射规律有sin θ＝1n联立解得sin θ＝sin αsin β.7.某透明介质的截面图如图所示，直角三角形的直角边BC 与半圆形直径重合，∠ACB ＝30°，半圆形的半径为R ，一束光线从E 点射入介质，其延长线过半圆形的圆心O ，且E 、O 两点距离为R ，已知光在真空中的传播速度为c ，介质折射率为 3.求：(1)光线在E点的折射角并画出光路图；(2)光线从射入介质到射出圆弧传播的距离和时间．答案(1)30°光路图见解析(2)3R 3R c解析(1)由题OE＝OC＝R，则△OEC为等腰三角形，∠OEC＝∠ACB＝30°所以入射角：θ1＝60°由折射定律：n＝sin θ1sin θ2可得：sin θ2＝12，θ2＝30°由几何关系：∠OED＝30°，则折射光平行于AB的方向，光路图如图：(2)折射光线平行于AB的方向，所以：ED＝2R cos 30°＝3R光在介质内的传播速度：v＝cn传播的时间：t＝ED v联立可得：t＝3Rc.8.(2021·河北卷·16(2))将两块半径均为R、完全相同的透明半圆柱体A、B正对放置，圆心上下错开一定距离，如图所示，用一束单色光沿半径照射半圆柱体A，设圆心处入射角为θ，当θ＝60°时，A右侧恰好无光线射出；当θ＝30°时，有光线沿B的半径射出，射出位置与A的圆心相比下移h ，不考虑多次反射，求：(1)半圆柱体对该单色光的折射率； (2)两个半圆柱体之间的距离d . 答案 (1)233 (2)2⎝⎛⎭⎫h －R 2 解析 (1)光从半圆柱体A 射入，满足从光密介质到光疏介质，当θ＝60°时，A 右侧恰好无光线射出，即发生全反射，则有sin 60°＝1n解得n ＝233(2)当入射角θ＝30°时，经两次折射从半圆柱体B 的半径出射，设折射角为r ，光路如图由折射定律有n ＝sin r sin θ由几何关系有tan r ＝h －R sin θd联立解得d ＝2⎝⎛⎭⎫h －R 2. 9．(2021·全国乙卷·34(2))用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率．实验中用A 、B 两个大头针确定入射光路，C 、D 两个大头针确定出射光路，O 和O ′分别是入射点和出射点，如图(a)所示．测得玻璃砖厚度为h ＝15.0 mm ，A 到过O 点的法线OM 的距离AM ＝10.0 mm ，M 到玻璃砖的距离MO ＝20.0 mm ，O ′到OM 的距离为s ＝5.0 mm.(1)求玻璃砖的折射率；(2)用另一块材料相同，但上下两表面不平行的玻璃砖继续实验，玻璃砖的截面如图(b)所示．光从上表面入射，入射角从0逐渐增大，达到45°时，玻璃砖下表面的出射光线恰好消失．求此玻璃砖上下表面的夹角．答案 (1)2 (2)15°解析 (1)从O 点射入时，设入射角为α，折射角为β.根据题中所给数据可得：sin α＝AM AO＝10.010.02＋20.02＝55 sin β＝sOO ′＝5.015.02＋5.02＝1010由折射定律可得玻璃砖的折射率：n ＝sin αsin β＝ 2(2)当入射角为45°时，设折射角为γ，由折射定律： n ＝sin 45°sin γ，可求得：γ＝30°设此玻璃砖上下表面的夹角为θ，光路如图所示：而此时出射光线恰好消失，则说明发生全反射，有：sin C ＝1n ，解得：C ＝45°由几何关系可知：θ′＝θ＋30°＝C 可得玻璃砖上下表面的夹角θ＝15°.10.(2020·全国卷Ⅱ·34(2))直角棱镜的折射率n ＝1.5，其横截面如图所示，图中∠C ＝90°，∠A ＝30°.截面内一细束与BC 边平行的光线，从棱镜AB 边上的D 点射入，经折射后射到BC 边上．(1)光线在BC 边上是否会发生全反射？说明理由；(2)不考虑多次反射，求从AC 边射出的光线与最初的入射光线夹角的正弦值．答案见解析解析 (1)如图，设光线在D 点的入射角为i ，折射角为r .折射光线射到BC 边上的E 点．设光线在E 点的入射角为θ，由几何关系，有i ＝30°① θ＝90°－(30°－r )>60°②根据题给数据得sin θ>sin 60°>1n③即θ大于全反射临界角，因此光线在E 点发生全反射．(2)设光线在AC 边上的F 点射出棱镜，入射角为i ′，折射角为r ′，由几何关系、反射定律及折射定律，有i ′ ＝90°－θ④ sin i ＝n sin r ⑤ n sin i ′＝sin r ′⑥联立①②④⑤⑥式并代入题给数据，得sin r ′＝22－34由几何关系可知，r ′即为从AC 边射出的光线与最初的入射光线的夹角．11．(2021·河北省1月选考模拟·16)如图，一潜水员在距海岸A 点45 m 的B 点竖直下潜，B 点和灯塔之间停着一条长4 m 的皮划艇．皮划艇右端距B 点4 m ，灯塔顶端的指示灯与皮划艇两端的连线与竖直方向的夹角分别为α和β(sin α＝45，sin β＝1637)，水的折射率为43，皮划艇高度可忽略．(1)潜水员在水下看到水面上的所有景物都出现在一个倒立的圆锥里．若海岸上A 点恰好处在倒立圆锥的边缘上，求潜水员下潜的深度；(2)求潜水员竖直下潜过程中看不到灯塔指示灯的深度范围．答案见解析解析 (1)潜水员在水下看到景物示意图如图甲潜水员下潜深度为BO ，则有 sin C ＝1n ⇒sin C ＝34⇒tan C ＝37结合几何图形可有 tan C ＝AB BO，其中AB ＝45 m由以上数据可得BO ＝157 m(2)由题意分析，由于皮划艇遮挡引起水下看不到灯光，光路示意图如图乙①灯光到达皮划艇右端E 点，则有 n ＝sin αsin θ1⇒sin θ1＝sin αn ＝35⇒tan θ1＝34 tan θ1＝BE h 1⇒h 1＝163m②灯光到达皮划艇左端F点，则有n＝sin βsin θ2sin θ2＝1237⇒tan θ2＝1235tan θ2＝BFh2⇒h2＝703m综上所述，潜水员在水下163m至703m之间看不到灯光．。

新课标2019版高考物理一轮复习主题十三波光和相对论13_1_3光的折射全反射课件

)
4．折射定律是托勒密发现的(
[答案]
[答案]
)
×
5．若光从空气中射入水中，它的传播速度一定减小(
√
)
6．已知介质对某单色光的临界角为 C，则该介质的折射率 1 等于 ( sinC
[答案]
)
√
7．密度大的介质一定是光密介质(
[答案] ×
)
8．无论是折射光路，还是全反射光路都是可逆的(
[答案] √
A．光由 A 经 O 到 B，n＝1.5 B．光由 B 经 O 到 A，n＝1.5 C．光由 A 经 O 到 B，n＝0.67 D．光由 B 经 O 到 A，n＝0.67
[解析] 由 sini－sinr 图象可知，同一光线 sinr>sini，即 r>i，
故 r 为光线在空气中传播时光线与法线的夹角，则 BO 为入射光 sinr 0.9 线， OA 为折射光线，即光线由 B 经 O 到 A，折射率 n＝＝ sini 0.6 ＝1.5，故选项 B 正确，选项 A、C、D 错误．
[尝试解答]
如图所示，设 AB 面上的折射角为 γ， AC 面上的入射角为 γ′，由于 i′＝i，由光的折射定律及光路可逆知 γ′＝γ，又设两法线的夹角为 β，则由几何关系得：γ＋γ′＋β＝180° ，又由 α＋β＝ α 180° ，则解得：γ＝，又由几何关系得：γ＋γ′＋θ＝i＋i′，解 2 α＋θ sin α＋θ 2 sini 得：i＝，则棱镜对该色光的折射率 n＝＝，故 A α 2 sinγ sin 2 正确．
[答案]
B
要点二
光的全反射 [要点深化]
1．求解光的折射、全反射问题的四点提醒 (1)光密介质和光疏介质是相对而言的．同一种介质，相对于其他不同的介质，可能是光密介质，也可能是光疏介质． (2)如果光线从光疏介质进入光密介质，则无论入射角多大，都不会发生全反射现象． (3)光的反射和全反射现象，均遵循光的反射定律，光路均是可逆的．

高考物理一轮复习：12.3《光的折射、全反射》教学案(含答案)

第3讲光的折射全反射考纲下载：1.光的折射定律(Ⅱ) 2.折射率(Ⅰ) 3.全反射、光导纤维(Ⅰ)主干知识·练中回扣——忆教材夯基提能1．光的折射定律折射率 (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，如图所示。

(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：sin θ1sin θ2＝n 12，式中n 12是比例常数。

(3)折射率①物理意义：折射率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 ＝sin θ1sin θ2，不能说n 与sin θ1成正比，与sin θ2成反比。

折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定。

③计算公式：n ＝cv。

2．全反射光导纤维 (1)全反射①定义：光从光密介质射入光疏介质，当入射角增大到某一角度时，折射光线将消失，只剩下反射光线的现象。

②条件：a .光从光密介质射向光疏介质。

b ．入射角大于等于临界角。

③临界角：折射角等于90°时的入射角。

若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C ，则sin C ＝1n。

介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小。

(2)光导纤维光导纤维的原理是利用光的全反射。

巩固小练判断正误(1)光的传播方向发生改变的现象叫光的折射。

(×) (2)无论是折射光路，还是全反射光路都是可逆的。

(√) (3)折射率跟折射角的正弦成正比。

(×)(4)只要入射角足够大，就能发生全反射。

(×)(5)光从空气射入水中，它的传播速度一定增大。

(×) (6)在同一种介质中，光的频率越大，折射率越大。

(√)(7)已知介质对某单色光的临界角为C ，则该介质的折射率等于1sin C 。

(√)(8)密度大的介质一定是光密介质。

近年高考物理一轮复习第十三章光学电磁波考点强化练32光的折射全反射(2021年整理)

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考点强化练32光的折射全反射1.（2017奉化联考）在没有月光的夜间，一个池面较大的水池底部中央有一盏灯S(可视为点光源),小鱼在水中游动,它向上方水面看去,看到了亮点S1;小鸟在水面上方飞翔，它向下方水面看去,看到了亮点S2.设水中无杂质，周围无光源，水面平静，下面的说法正确的是（) A。

小鱼看到S1，是属于光的反射现象,S1的位置与小鱼的位置无关B.小鱼看到S1，是属于光的折射现象,S1的位置与小鱼的位置有关C。

小鸟看到S2，是属于光的反射现象,S2的位置与小鸟的位置有关D。

小鸟看到S2,是属于光的折射现象,S2的位置与小鸟的位置无关2。

华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理学奖，他被誉为“光纤通讯之父”。

光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维,它的结构如图所示，其内芯和外套材料不同,光在内芯中传播。

下列关于光导纤维的说法正确的是（)A。

内芯的折射率比外套的大,光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B.内芯的折射率比外套的小,光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C.波长越短的光在光纤中传播的速度越大D.频率越大的光在光纤中传播的速度越大3。

(多选）如图所示，一束光从空气中射向折射率为n=的某种玻璃的表面,θ1表示入射角，则下列说法正确的是（）A。

高三物理高考第一轮复习课件：光光的折射全反射

某种介质
真空或空气
4.应用（1）全反射棱镜（2）光导纤维：实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径只有几微米到一百微米之间，在内芯和外套的界面上发生全反射. 特别提醒（1）光从真空射入介质时，临界角C又可以理解为最大折射角. （2）光从真空（或空气）射入介质时，在界面
图2
解析（1）由题图和几何知识 ① 由折射率的定义式 ② 联立解出θ2=30°. ③ （2）对临界光线 ④ 在题图△Oab中，由正弦定理得： ⑤ 联立解出 ⑥ 答案（1）30°（2）
图4
解析 a、b两束光射到OM、ON上的入射角是相同的,由图可知b光已发生全反射,而a光仍有折射,说明b光的全反射临界角比a光的全反射临界角小,所以b光的折射率大于a光的折射率,即nb>na,故D正确;又在介质内的传播速度 ,所以棱镜内a光的传播速度va比b光的传播速度vb大;故B正确. 答案 BD
解析背对阳光看玻璃球比较明亮,是光在玻璃球中发生全反射;彩虹是因为阳光在水滴中折射形成的; C项中现象的成因是由于光在介质表面发生了全反射, A.C项正确.
AＣ
变式练习２下列现象中,属于光的全反射现象的是 ( ) A．肥皂泡上的彩色条纹 B．雨后天边出现彩虹 C．早晨东方天边出现红色朝霞 D．荷叶上的水珠在阳光下晶莹透亮
【评分标准】本题共16分，其中①②④⑤各3分，③⑥各2分. 【名师导析】本题是一道关于折射和全反射的综合题.本题的难点是正确分析题目给定的条件和题目所求问题的含义，理解光线aa′不能进入球壳时，射到球上的其它光线便不可能进入球壳.其次是根据题目给定的光路图，充分利用几何关系求解也是难点之一.
图1
答案
变式练习1 由某种透明物质制成的等腰直角棱镜AOB, 图1两腰都为16 cm,且两腰与Ox和Oy轴都重合,如图1 所示,从BO边的C点注视A棱, 发现A棱的位置在D点,在C、D两点插上大头针,测出C点的坐标为(0,12),D点的坐标为(9,0),由此可以算出该透明物质的折射率为多大?

江苏版高考物理一轮复习第13章第1节光的折射全反射课件

(3)折射率与入射角的大小无关，与介质的密度无关，光密介质不是指密度大的介质。 (4)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。 (5) 同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率不变。
乙
则 tan α＝ 323＝32323
设|BE|＝x，由几何关系得
tan α＝||AQQE||＝3－7x。
代入数据得
x＝3－3
161
23
m≈1.3 m，
由几何关系得，救生员到池边的水平距离为|BC|＝(2－x) m≈0.7 m。 [答案] (1) 7 m (2)0.7 m
规律总结解决光的折射问题的思路
2．光路的可逆性：在光的折射现象中，光路是可逆的。如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射。
[典例] (折射定律的应用)如图所示，在注满水的游泳池的池底有一点光源 A，它到池边的水平距离为 3.0 m。从点光源 A 射向池边的光线 AB 与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为43。
1中的传播速度，选项B正确；光从光密介质射入光疏介质时，即光从介质2进入介质1时，才有可能发生全反射现象，选项C错误；光从介质1进入介质2，光的频率不变，速度变小，由v＝λf可知，光的波长变短，选项D正确。]
角度2 折射率的计算
2 ． (2021· 江苏卷 ) 某种材料制成的半圆形透明砖平放在方格纸
A [一束白光通过三棱镜后形成了彩色光带是光的色散现象，A正确；由全反射的条件可知，内芯材料的折射率比外套材料的折射率要大，故B错误；海市蜃楼将呈现正立的像，位置在实物的上方，又称上现蜃景，C错误；色光进入水中，光的频率不变，颜色不变，D错误。]

高考导练高考物理一轮复习第十三章光第1讲光的折

第1讲光的折射全反射高考·模拟·创新1．(2015年高考·重庆卷)虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明．两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN 和PQ 两条彩色光带，光路如图13－1－18所示．M 、N 、P 、Q 点的颜色分别为( )图13－1－18A ．紫、红、红、紫B ．红、紫、红、紫C ．红、紫、紫、红D ．紫、红、紫、红解析：白光中的可见光部分从红到紫排列，对同一介质的折射率n 紫>n 红，由折射定律知紫光的折射角较小，由光路可知，紫光将到达M 点和Q 点，而红光到达N 点和P 点，故选A.答案：A2．(2015年高考·四川卷)直线P 1P 2过均匀玻璃球球心O ，细光束a 、b 平行且关于P 1P 2对称，由空气射入玻璃球的光路如图13－1－19.a 、b 光相比( )图13－1－19A ．玻璃对a 光的折射率较大B ．玻璃对a 光的临界角较小C ．b 光在玻璃中的传播速度较小D ．b 光在玻璃中的传播时间较短解析：由图可知，光束a 的偏折程度小于b ，从而可得n a <n b ，可知A 错；由sin C ＝1n可得a 光的临界角较大，B 错；由n ＝c v可得v a >v b ，C 项正确；由图可知，b 光在玻璃中传播的距离较a 光的长，速度又较小，所以b 光在玻璃中传播的时间较长，D 错，故选C.答案：C3．(2015年高考·安徽卷)如图13－1－20所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB 面上，经AB 和AC 两个面折射后从AC 面进入空气．当出射角i ′和入射角i 相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ.已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为( )图13－1－20A.sinα＋θ2sin α2 B.sin α＋θ2sin θ2 C.sin θsin θ－α2 D.sin αsin α－θ2 解析：设光线在AB 面上的折射角为r ，由几何关系有θ＝2(i －r )，α＝2r ，从而求出i ＝α＋θ2，r ＝α2，由折射定律n ＝sin i sin r ＝sin α＋θ2sin α2.只有选项A 正确．答案：A4．(2015年高考·课标全国卷Ⅱ)图13－1－21(多选)如图13－1－21，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a 、b 两束光线．则( )A ．在玻璃中，a 光的传播速度小于b 光的传播速度B ．在真空中，a 光的波长小于b 光的波长C ．玻璃砖对a 光的折射率小于对b 光的折射率D．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a首先消失解析：由图可知：玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，故C错误；在玻璃中，a 光的传播速度小于b光的传播速度，故A正确；a光的频率大于b光的频率，在真空中，a 光的波长小于b光的波长，故B正确；若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，因为a光的折射率大，则折射光线a首先消失，故D正确．答案：ABD5.图13－1－22如图13－1－22用某种透光物质制成的直角三棱镜ABC；在垂直AC面的直线MN上插两枚大头针P1、P2，在AB面的左侧透过棱镜观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P1的像________，再在观察的这一侧先后插入两枚大头针P3、P4，使P3________，P4________，记下P3、P4的位置，移去大头针和三棱镜，过P3、P4作直线与AB面相交于D，量出该直线与AB面的夹角为45°，则该透光物质的折射率n＝__________，并在图中正确的画出完整的光路图．解析：图13－1－23折射率的测定原理是依据折射定律n＝sinθ1sinθ2，利用插针法将光在介质中的传播路线确定，从而测出相应的入射角θ1和折射角θ2，求解出n 值．而插针便是利用它挡住物体(大头针)的像，用P 3挡住P 1、P 2的像是为了确定入射光线，用P 4挡住P 3和P 1、P 2的像是为了确定出射光线．由题条件可画出如图13－1－23所示完整光路图，且θ1＝45°，θ2＝30°，∴n ＝sin θ1sin θ2＝sin45°sin30°＝2/21/2＝ 2. 答案：被P 2的像挡住挡住P 1、P 2的像挡住P 1、P 2的像和P 3 2 光路图见图13－1－23。

高三物理一轮复习第十三章光学 1 光的折射全反射课时达标(2021年整理)

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光的折射全反射1．（2014·四川卷)如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则（）A．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B．小球所发的光能从水面任何区域射出C．小球所发的光从水中进入空气后频率变大D．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大答案:D解析：光从水中进入空气，只要在没有发生全反射的区域，就可以看到光线射出，所以A、B两项错误；光的频率是由光源决定的，与介质无关，所以C项错误;由v＝错误!得,光从水中进入空气后传播速度变大,所以D项正确．2．(2015·天津卷)中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹"．从物理学角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的．如图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b是两种不同频率的单色光，则两光（) A．在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定大于b光B．以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后,b光侧移量大C．分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，a光也一定能D．以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是a光答案：C解析:由折射图象可知，a的折射程度大，玻璃对a的折射率大，a光的频率高，由v＝错误!可知，在同种玻璃中a光的传播速度小于b光,A项错误；以相同的角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，由于a光的折射程度大，因此a光的侧移量大，B项错误;分别照射同一光电管,由于a光的频率高，因此如果b能引起光电效应，a光一定能,C项正确;由sin C＝1n可知，光从水中射入空气,由于a光的临界角小于b光的临界角,因此如果有一种光发生全反射,这个光一定是a光，射出空气的一定是b光，D项错误．3．关于光纤的说法，正确的是( )A．光纤是由高级金属制成的，所以它比普通电线容量大B．光纤是非常细的特制玻璃丝,但导电性能特别好，所以它比普通电线衰减小C．光纤是非常细的特制玻璃丝，由内芯和外套两层组成，光纤是利用全反射原理来实现光的传导的D．在实际应用中，光纤必须呈笔直状态，因为弯曲的光纤是不能导光的答案：C解析：光导纤维的作用是传导光，是特制玻璃丝，由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大．载有声音、图象及各种数字信号的激光传播时，在内芯和外套的界面上发生全反射．光纤具有容量大、衰减小、抗干扰性强等特点．在实际应用中，光纤是可以弯曲的．4．实验表明,可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随波长λ的变化符合科西经验公式：n＝A＋错误!＋错误!，其中A、B、C是正的常量．太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图所示．则错误!( ）A．屏上c处是紫光B．屏上d处是红光C．屏上b处是紫光D．屏上a处是红光答案：D解析：根据n＝A＋错误!＋错误!知波长越长,折射率越小，光线偏折越小．从题图可知，d 光偏折最厉害，折射率最大,应是紫光；a光偏折最小，折射率最小,应是红光;D项正确．5.错误!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，下图能正确描述其光路的是( ）答案：A解析：光束沿玻璃砖半径射向O点，在界面处入射角大于临界角时，发生全反射，小于临界角时，在空气中的折射角大于入射角，A项正确，C项错误；当光束由空气射向玻璃砖时，由发生全反射的条件可知B项错误；在玻璃中的折射角应小于入射角,D项错误．6．（多选）（2015·全国新课标Ⅱ卷)如图所示,一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线,则（) A．在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度B．在真空中，a光的波长小于b光的波长C．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,则折射光线a首先消失E．分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距答案：ABD解析:由n＝错误!＝错误!＝错误!可知n a>n b，v a〈v b，真空中a光的波长λ0小于b光的波长，故A、B两项正确,C项错误；由sin C＝错误!可知a光的临界角小于b光的临界角，D项正确;由条纹间距公式Δx＝错误!λ可知E项错误．7．某物理兴趣小组用实验探究光的色散规律,他们将半圆形玻璃砖放在竖直面内，在其左上方竖直放置一个很大的光屏P，让一复色光束SA射向玻璃砖的圆心O后，有两束单色光a 和b射向光屏P,如图所示．他们根据实验现象提出了以下四个猜想，你认为正确的是错误!（）A．单色光a的波长小于单色光b的波长B．在玻璃中单色光a的传播速度大于单色光b的传播速度C．单色光a通过玻璃砖所需的时间大于单色光b通过玻璃砖所需的时间D．当光束SA绕圆心O逆时针转动过程中，在光屏P上最早消失的是a光答案：B解析:根据光的折射定律可知a光的折射率小于b光的折射率，则a光的频率小于b光的频率,由λ＝错误!可知A项错误；由v＝错误!可知B项正确；由于光在玻璃砖中传播距离相同，根据t＝错误!可知C项错误；由sin C＝错误!可知D项错误．8．如图所示,在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触,圆锥的轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形,如图所示．有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合．已知玻璃的折射率为1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为错误!( )A．r B．1.5rC．2r D．2.5r答案:C解析:由n＝1.5,可知光线首先发生全反射，作出光路图如图所示，由图中几何关系可得r tan 60°＝（R＋r）tan 30°，故R＝2r.C项正确．9．半径为R的错误!球体放置在水平面上，球体由折射率为错误!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，如图所示．已知入射光线与桌面的距离为错误!R,光在真空中的传播速度为c,求：（1）出射角θ.（2）光穿越球体的时间.导学号36280386答案:（1）60°（2）错误!解析:（1)设入射光线与错误!球体的交点为C,连接OC，OC即为入射点的法线，因此，图中的角α为入射角，过C点作球体水平表面的垂线，垂足为B，如图所示．依题意，∠COB＝α又由△OBC知：sinα＝错误!①设光线在C点的折射角为β，由折射定律得错误!＝错误!②由①②式得β＝30°③由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角γ如图所示为30°④由折射定律得错误!＝错误!，⑤因此sinθ＝错误!，⑥解得θ＝60°.⑦(2)由几何知识知△ACO为等腰三角形，故2AC·cos 30°＝R⑧光线在球体内的传播速度为v＝错误!⑨设光穿越球体的时间为t，则t＝错误!⑩由⑧⑨⑩得t＝错误!10．如图为由某种透明材料做成的三棱镜的横截面,其形状是边长为a的等边三角形．现用一束宽度为a的单色平行光束以垂直于BC面的方向入射到该三棱镜的AB及AC面上,结果所有从AB、AC面入射的光线进入后恰好全部直接到达BC面．（1)求该材料对此平行光束的折射率．(2）这些到达BC面的光线从BC面射出后,如果照射到一块平行于BC面的屏上形成光斑，则当屏到BC面的距离d满足什么条件时，此光斑分为两块？答案：（1） 3 (2）d＞错误!a解析： (1)从AB面入射的光线,在棱镜中是平行于AC面的，则光线进入AB面时的入射角α、折射角β分别为α＝60°，β＝30°由折射定律知，该材料对此平行光束的折射率n＝错误!＝错误!。

【名师一号】高三物理一轮复习 131 光的折射全反射课时检测新人教版

1．甲在岸上，乙潜入清澈的水中，二人互相对看，甲、乙看到对方的头部位置是( ) A ．都比实际位置高 B ．都比实际位置低C ．甲看乙低，乙看甲高(与实际位置比较)D ．甲看乙高，乙看甲低(与实际位置比较)解析根据折射定律可知，他们看到的都比实际位置高．答案 A2．单色光在真空中的传播速度是c ，波长为λ0，在水中的传播速度是v ，波长为λ，水对这种单色光的折射率为n .当这束单色光从空气斜射入水中时，入射角为θ1，折射角为θ2，下列说法中正确的是( )A ．v ＝c n ，λ＝λ0c vB ．λ0＝nλ，v ＝c sin θ2sin θ1C ．v ＝cn ，λ＝λ0v cD ．λ0＝λn ，v ＝c sin θ1sin θ2解析光从真空进入另一种介质时，频率和周期不变，速度将变为原来的1n，所以波长也将变为原来的1n ，即λ＝λ0v c ，λ0＝nλ，v ＝c n ＝c sin θ2sin θ1，选项B 正确．答案 B3.甲、乙两束单色光同时射到两种介质的分界面MN 上，由于发生折射而合为一束，如下图所示(反射光未画出)，则下列判断正确的是( )A ．甲光频率比乙光频率大B ．相同条件下，甲光比乙光容易发生衍射C ．对同种介质，甲光的折射率比乙光的折射率大D ．在同种介质中甲光光速比乙光光速小解析由折射情况示意图可以看出，介质对乙单色光的折射率更大，由此可知，乙单色光频率较高，波长较短，在同种介质中光速较小，所以，选项B 正确．答案 B4．如图①所示，在平静的水面下有一个点光源S ，它发出的两种不同颜色的a 光和b 光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为一圆形的由ab 两种单色光所构成的复色光区域，周边为一环状区域．且为a 光的颜色(见图②)．则以下说法中正确的是( )A ．水对a 光的折射率比b 光大B ．a 光在水中的传播速度比b 光小C ．a 光的频率比b 光小D ．a 光在水中的传播频率比在空气中小解析由图可知b 光的全反射临界角较小，由sin C ＝1n可知b 光的折射率大，A 错；由v ＝cn可知b 光在水中传播速度小，B 错；光在水中和空气中的频率相同，D 错．答案 C5．光线从真空中入射到一块平行透明板上，入射角为40°，则反射光线和折射光线的夹角可能是( )A ．小于40°B ．在40°到100°之间C ．大于40°D ．在100°到140°之间解析根据折射定律和反射定律，反射光线与界面的夹角为50°，而折射光线由于折射率的不确定，使得折射光线与界面的夹角最小为接近50°，最大为接近90°.答案 D6.如下图所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r，外圆半径为R，R＝2r.现有一束单色光垂直于水平端面A射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面B射出．设透明柱体的折射率为n，光在透明柱体内传播的时间为t，若真空中的光速为c，则( )A．n可能为 3 B．n可能为2C．t可能为22rcD．t可能为4.8rc解析根据题意可画出光路图如上图所示，则两次全反射时的入射角均为45°，所以全反射的临界角C≤45°，折射率n≥1sin45°＝2，A、B项均正确；波在介质中的传播速度v＝cn≤c2，所以传播时间t ＝x v ≥42rc，C 、D 项均错误．答案 AB7．黄、红、绿三种单色光从介质中以相同的入射角到达介质和空气的界面，若黄光恰好发生全反射，则( )A ．绿光一定能发生全反射B ．红光一定能发生全反射C ．绿光在该介质中波长最短D ．只有红光从介质进入空气解析三种颜色的光中绿光的频率最高，折射率最大，在介质中波速最小，波长最短．红光折射率最低，若黄光恰好发生全反射，入射角达到了临界角，则绿光已经发生了全反射．答案 ACD8．宇宙飞船以周期为T 绕地球作圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程，如下图所示．已知地球的半径为R ，地球质量为M ，引力常量为G ，地球自转周期为T 0，太阳光可看作平行光．宇航员在A 点测出地球的张角为α，则( )A ．飞船绕地球运动的线速度为2πRT sinα2B ．一天内，飞船经历“日全食”的次数为T T 0C ．飞船每次“日全食”过程的时间为αT 02πD ．飞船的周期为T ＝2πRsinα2R GM sinα2解析由图知，飞船的轨道半径为r ＝R sin α2，飞船的线速度v ＝2πr T ＝2πRT sinα2，A 项正确；飞船每绕地球转一圈经历一次“日全食”，因而，一天内飞船经历“日全食”的次数为T 0T，B 项错误；由于太阳光可看做平行光，飞船每次“日全食”过程的时间为αT2π，C 项错误；对于飞船，万有引力提供向心力，G Mm r 2＝4π2mr T2.所以T ＝2πrr GM ＝2πRsinα2R GM sinα2，D 项正确．答案 AD9．如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC 的单色光从空气射向E 点，并偏折到F 点，已知入射方向与边AB 的夹角为θ＝30°，E 、F 分别为边AB 、BC 的中点，则( )A ．该棱镜的折射率为 3B ．光在F 点发生全反射C ．光从空气进入棱镜，波长变小D ．从F 点出射的光束与入射到E 点的光束平行解析在E 点作出法线可知入射角为60°，折射角为30°，折射率为3，A 对；在BC 边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，B 错；由公式λ介＝λ空气n，可知C 对；三棱镜两次折射使得光线都向底面偏折，不会与入射到E 点的光束平行，故D 错．答案 AC10.一玻璃砖横截面如下图所示，其中ABC 为直角三角形(AC 边未画出)，AB 为直角边，∠ABC ＝45°；ADC 为一圆弧，其圆心在BC 边的中点．此玻璃的折射率为1.5.P 为贴近玻璃砖放置的、与AB 垂直的光屏．若一束宽度与AB 边长度相等的平行光从AB 边垂直射入玻璃砖，则( )A ．从BC 边折射出一束宽度与BC 边长度相等的平行光B ．屏上有一亮区，其宽度小于AB 边的长度C ．屏上有一亮区，其宽度等于AC 边的长度D ．当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大解析本题考查光的折射、全反射等知识，意在考查考生运用光的基本知识解决实际问题的能力．作光路图可知平行光从AB 边射入后不发生折射，射到BC 边上时，由临界角公式可得sin C ＝1n ＝11.5＝23，得C ＝arcsin 23＜45°，故全部光线发生全反射，A 错误；BC边反射的光射向ADC 弧形边后，由于弧ADC 对于平行光有会聚作用，可知B 正确，C 错误；同时当屏向下移动时，屏上亮区将先变小后变大，所以D 正确．答案 BD11.雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是由阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象．在说明这个现象时，需要分析光线射入水珠后的光路．一束细光射入水珠，水珠可视为一个半径为R 的球，球心O 到入射光线的垂直距离为d ，水的折射率为n .(1)在如图所示的图上画出该束光线射入水珠内经一次反射后又从水珠中射出的光路图；(2)求(1)中的光线从射向水珠到射出水珠每一次偏转的角度．解析 (1)根据光的折射定律作图，光路如图①所示．(2)以i 、r 表示入射光线的入射角、折射角，由折射定律有sin i ＝n sin r ，所以δ1、δ2、δ3表示每一次偏转的角度，如图②所示，由反射定律、折射定律和几何关系可知sin i ＝d R ，sin r ＝d nR， δ1＝i －r ，δ2＝π－2r ，δ3＝i －r .由以上各式解得δ1＝arcsin d R －arcsin dnRδ2＝π－2arcsin dnRδ3＝arcsin d R －arcsin dnR.答案见解析12．某有线制导导弹发射时，在导弹发射基地和导弹间连一根细如蛛丝的特制光纤，它双向传输信号，能达到有线制导作用．光纤由纤芯和包层组成，其剖面如图，其中纤芯材料的折射率n 1＝2，包层折射率n 2＝3，光纤长度为3 3 km.(已知当光从折射率为n 1的介质射入折射率为n 2的介质时，入射角θ1、折射角θ2间满足关系：n 1sin θ1＝n 2sin θ2)(1)试通过计算说明从光纤一端入射的光信号是否会通过包层“泄漏”出去； (2)若导弹飞行过程中，将有关参数转变为光信号，利用光纤发回发射基地经瞬间处理后转化为指令光信号返回导弹，求信号往返需要的最长时间．解析 (1)由题意在纤芯和包层分界面上全反射临界角C 满足n 1sin C ＝n 2sin90°得C ＝60°当在端面上的入射角最大(i m ＝90°)时，折射角r 也最大，在纤芯与包层分界面上的入射角i ′最小．在端面上i m ＝90°时，由n 1＝sin90°sin r m得r m ＝30°这时i ′＝90°－30°＝60°＝C ，所以，从端面入射到光纤中的信号不会从包层中“泄漏”出去．(2)当在端面上入射角最大时所用的时间最长，这时光在纤芯中总路程s ＝2Lcos r m光纤中光速v ＝c n 1时间t ＝s v ＝2Ln 1c ·cos r m ＝2×33×103×23×108×cos30°s ＝8×10－5s. 答案 (1)不会 (2)8×10－5s。

高考导练高考物理一轮复习 第十三章 光 第1讲 光的折射 全反射自主测评 新人教版选修34

高考物理一轮复习 第十三章 光 电磁波 相对论 第一节 光的折射 全反射

高三物理一轮复习 13.1光的折射 全反射课件

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