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2017届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

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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 ＝c n
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 ＝c
n 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 ＝1
n
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 ＋
B λ2
＋C
λ
4，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．则导学号36280383( )
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 ＋B λ2＋C
λ4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.（2014·福建卷）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 ＝
sin i sin θ＝c v ＝λ0
λ
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 ＝1
n 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 ＝L
d
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，你认为正确的是导学号36280384( )
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＝c f 可知A 项错误；由v ＝c
n 可知B 项正确；由于光在玻璃砖中传播距离相同，
根据t ＝R v 可知C 项错误；由sin C ＝1
n
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导学号36280385( )
A ．r
B ．1.5r
C ．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1
4球体放置在水平面上，球体由折射率为3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
3
2
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)R
c
解析：(1)设入射光线与1
4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：sin α＝
32
① 设光线在C 点的折射角为β， 由折射定律得
sin α
sin β
＝3②
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
sin γsin θ＝1
3
，⑤
因此sin θ＝
3
2
，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 ＝c
n ⑨
设光穿越球体的时间为t ，则t ＝AC
v ⑩
由⑧⑨⑩得t ＝R
c
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 ＞36
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 ＝ sin α sin β
＝ 3.
(2)如图所示，O 为BC 的中点，在B 点附近折射的光线从BC 面射出后与直线AO 交于D 点，只要屏放得比D 点远，光斑就会分成两块．
由几何关系可得OD＝
3
6
a
所以当屏到BC面的距离d＞
3
6
a时，此光斑分为两块．。

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高三物理一轮复习 13.1光的折射 全反射课件

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
2017届高三物理一轮复习 第3讲 光的折射 全反射(实验 测定玻璃的折射率)课件

2017届高三物理一轮复习 第3讲 光的折射 全反射(实验 测定玻璃的折射率)课件


作出 θ1＜θ＜θ2 时的光路如图所示．由 图中几何关系有 i1＝90° －θ，2θ＋90° － i1＋90° －i2＝180° ，即 i1＋i2＝2θ，则有 i2＝3θ－90° .可见 θ 越大时 i2 越大、i1 越 小．要使光线在 OP 上发生全反射，应 有 i1≥C，即 θ≤90° －C；要使光线在 OQ 上发生全反射， 应有 i2≥C， 即 θ≥30° C ＋ .可见在 OP 边和 OQ 边都发生全反 3 C 射时应满足 θ1＜30° ＋ ≤θ≤90° － C＜ 3 θ2.故当 θ＞θ2 时一定有 θ＞90° －C，光 线一定不会在 OP 边上发生全反射，同 C 时也一定有 θ＞30° ＋ ，即光线若能射 3 在 OQ 边上，一定会发生全反射，故 A、 B 皆错误．当 θ＜θ1 时， 一定有 θ＜90° －C，即 光线一定在 OP 边发生 全反射,C 错误,D 正确．
考点三
NO.1 梳理主干
牢固记忆
(2)误差分析 ①确定入射光线、出射光线时的误差．入射侧、出射侧所插两枚 大头针间距离宜大点．
NO.2 题组训练 提升能力
②测量入射角与折射角时的误差．入射角不宜过小，但也不宜过 大，过大则反射光较强，出射光较弱．
考点三
NO.1 梳理主干
3．注意事项 (1)玻璃砖要用厚度较大的． (2)入射角应在 30° 到 60° 之间． (3)大头针要竖直插在白纸上，且距离应尽量大一些． (4)玻璃砖的折射面要画准．不能用玻璃砖界面代替直尺画界线．
NO.2 题组训练 提升能力
考点三
实验：测定玻璃的折射率
1．原理与操作
NO.1 梳理主干
牢固记忆
NO.2 题组训练 提升能力
考点三
2．处理与分析
NO.1 梳理主干
第十三章第1讲光的折射全反射-2025年高考物理一轮复习PPT课件

第十三章第1讲光的折射全反射-2025年高考物理一轮复习PPT课件

高考一轮总复习•物理
第1页
第十三章 光 电磁波 相对论
第1讲 光的折射 全反射
高考一轮总复习•物理
第2页
素养目标 1.了解光的折射和全反射现象．(物理观念) 2.了解折射率的概念和折射定 律．(物理观念) 3.知道光的色散的成因及各种色光的比较．(物理观念) 4.分析光的折射和 全反射问题的一般思路．(科学思维)
高考一轮总复习•物理
第30页
解析：(1)光在透明体中反射两次后垂直于 B 端面射出时，光路图如图甲所示，根据对 称性，光每次反射的入射角相同，都为 θ＝45°.光传播的路程为 4Rcos θ，光在介质中的速度 v＝nc，可以求出光在透明体中的运动时间 t＝2 2cnR.
高考一轮总复习•物理
第31页
高考一轮总复习•物理
解析：由题意作出光路图如图所示
第19页
光线垂直于 BC 方向射入，根据几何关系可知入射角为 45°，由于棱镜折射率为 2，根 据 n＝ssiinn ri，有 sin r＝12，则折射角为 30°
∠BMO＝60°，因为∠B＝45°，所以光在 BC 面的入射角为 θ＝90°－(180°－60°－45°) ＝15°
高考一轮总复习•物理
第26页
典例 2 (2023·湖南卷)(多选)一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援 人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为 α，如图 所示．他发现只有当 α 大于 41°时，岸上救援人员才能收 到他发出的激光光束，下列说法正确的是( )
A．水的折射率为sin141° B．水的折射率为sin149° C．当他以 α＝60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角 小于 60° D．当他以 α＝60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角 大于 60°
高考物理第一轮复习教案第13章《光》2光的折射 全反射

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。