高考物理一輪復(fù)習(xí)方案 （高頻考點(diǎn)+熱點(diǎn)導(dǎo)練+歷年高考題）第13章 第1節(jié) 光的折射和全反射課件 新人教版

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1、第第1節(jié)節(jié)光的折射和全反射光的折射和全反射考點(diǎn)考點(diǎn)1：光的直線傳播及光的反射：光的直線傳播及光的反射【例1】某物體左右兩側(cè)各有一豎直放置的平面鏡，兩平面鏡相互平行，物體距離左鏡4m，右鏡8m，如圖1211所示物體在左鏡所成的像中從右向左數(shù)的第三個(gè)像與物體的距離是()A24m B32 mC40m D48m圖1211【解析】本題考查平面鏡成像從右向左在左鏡中的第一個(gè)像是物體的像距離物體8m，第二個(gè)像是物體在右鏡所成像的像，第三個(gè)像是第一個(gè)像在右鏡中的像在左鏡中的像，距離物體為32m.答案： B考點(diǎn)考點(diǎn)2：光的折射：光的折射【例2】如圖1212所示，一束光線以60的入射角射到一水平放置的平面鏡上，反

2、射后在正上方與平面鏡平行的光屏上留下一光點(diǎn)P.現(xiàn)將一塊上下兩面平行的透明體平放在平面鏡上，如圖中虛線所示，則進(jìn)入透明體的光線經(jīng)平面境反射后再從透明體的上表面射出，打在光屏上的光點(diǎn)P與原來相比向左平移了3.46cm，已知透明體對(duì)光的折射率為 .(1)作出后來的光路示意圖，標(biāo)出P的位置；(2)透明體的厚度為多大？(3)光在透明體里運(yùn)動(dòng)的時(shí)間多長(zhǎng)？3圖1212【解析】(1)光路示意圖如圖所示(注意出射光線平行，各處光線的箭頭) 2sinsin302 tan602 tan301.5cmndddsd 由折射定律得得設(shè)透明體的厚為 ，由題意及光路有解得 210832cos22 1.5 103s2 10sc

3、os33 102cvndssdntvc光在透明體里運(yùn)動(dòng)的速度光在透明體里運(yùn)動(dòng)的路程所以：光在透明體里運(yùn)動(dòng)時(shí)間點(diǎn)評(píng)：本題考查光的反射和折射題中有一個(gè)難點(diǎn)，就是通過做光路圖挖掘幾何關(guān)系，從而求解透明體的厚度以及光在透明體里運(yùn)動(dòng)的時(shí)間作出光路圖也是解此類題的關(guān)鍵所在考點(diǎn)考點(diǎn)3：全反射現(xiàn)象：全反射現(xiàn)象12 1 329045()11A.B.6415C.D(2010).312ROABOAOBABABRRRR 如圖所示，空氣中有一折射率為的玻璃柱體，其橫截面是圓心角為、半徑為 的扇形、一束平行光平行于橫截面，以入射角射到上，不透光，若只考慮首次入射到圓弧上的光，則上有光透出的部分的弧長(zhǎng)為 【例3】重慶圖12

4、13sin452sin30 .sin1452nrOABCCBAABCABD根據(jù)折射定律，可得光進(jìn)入玻璃后光線與豎直方向的夾角為過 的光線垂直入射到界面上由點(diǎn) 射出， 到 之間沒有光線射出；越接近 的光線入射到界面上時(shí)的入射角越大，發(fā)生全反射的可能性越大，根據(jù)臨界角公【解析式得臨界角為，如果界面上的臨界點(diǎn)為】，答案： B點(diǎn)評(píng)：解決幾何光學(xué)問題也要養(yǎng)成良好的習(xí)慣力學(xué)中強(qiáng)調(diào)受力分析，幾何光學(xué)中強(qiáng)調(diào)光路圖180(12045 )1590(30115 )45.4AOEODEODADABR 此光線在界面上點(diǎn) 入射，在三角形中可求得與水平方向的夾角為，所以到 之間沒有光線射出 由此可得有光線射出的圓弧對(duì)應(yīng)圓心

5、角為，圓弧上有光透出部分的弧長(zhǎng)為題型一：視深問題的處理題型一：視深問題的處理1.2m4()3Hn位于水面下深處的魚，從正上方觀察時(shí)，看到魚的視深是多少？水的折射率【例4】切入點(diǎn)：分析光的折射時(shí)，一般需作出光路圖，以便于應(yīng)用折射定律及光路圖中提供的幾何關(guān)系來解答在實(shí)際應(yīng)用中，常見的方法是三角形邊 角 關(guān) 系 近 似 法 ， 即 利 用 小 角 度 時(shí) ，tansin的近似關(guān)系求解1().tantantantantanSSSSOSHOShOCOSiHihrihHr 解法 ：如圖所示位于 的魚 漫反射 發(fā)出的光由水和空氣的界面折射后進(jìn)入眼睛，折射光線好像由 發(fā)出， 是 的視深位置已知，設(shè)由圖可知得【

6、解析】sintansintansin31.2m0.9msin4irirrriHhHrn因?yàn)閺恼戏接^察， 和 都很小，由數(shù)學(xué)知識(shí)有由上面的近似關(guān)系及折射定律可得：22222()sinsinSSASBA ASSdSirhddHd 解法 ：這個(gè)問題可以從一般的情況著手分析，如圖所示從空氣中觀察池水深度時(shí)，池底 處發(fā)出的光線中有一小束、范圍內(nèi) 經(jīng)水面折射后進(jìn)入觀察者的眼睛，的延長(zhǎng)線與過 的豎直線交于 點(diǎn)，這就是 的虛像由圖可知：，222230.9m4HdnhdHdnhHHhn由折射定律可得：從正上方觀察時(shí)，相當(dāng)于 等于零，則有解得22222()“”HdnnHhdhdS比較兩種解法，解法 更具有推廣的

7、意義上式其中 為介質(zhì)的折射率， 為物深， 為視深， 為折射點(diǎn)至通過 的豎直線的距離可作為經(jīng)驗(yàn)公式，對(duì)一般 物深、視深 問題進(jìn)行推廣使用解本題的關(guān)鍵就是點(diǎn)評(píng)：近似處理題型二：全反射、全反射棱鏡及其應(yīng)用題型二：全反射、全反射棱鏡及其應(yīng)用【例5】如圖1214所示，abc為一全反射棱鏡，它的主截面是等腰直角三角形一束白光垂直入射到ac面上，在ab面上發(fā)生全反射若光線入射點(diǎn)O的位置保持不變，改變光線的入射方向(不考慮自bc面反射的光線)，則()圖1214A使入射光按圖中的順時(shí)針方向逐漸偏轉(zhuǎn)，則紅光首先射出ab面B使入射光按圖中的順時(shí)針方向逐漸偏轉(zhuǎn)，則紫光首先射出ab面C使入射光按圖中的逆時(shí)針方向逐漸偏轉(zhuǎn)

8、，則紅光首先射出ab面D使入射光按圖中的逆時(shí)針方向逐漸偏轉(zhuǎn)，則紫光首先射出ab面切入點(diǎn)：要掌握全反射棱鏡的特點(diǎn)、發(fā)生全反射的條件、不同色光的臨界角的大小關(guān)系及相應(yīng)的數(shù)學(xué)知識(shí)【解析】當(dāng)入射光按順時(shí)針方向逐漸偏轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)入棱鏡中的折射光線也按順時(shí)針方向逐漸偏轉(zhuǎn)，它再射到ab面上時(shí)的入射角將逐漸變小，減小到臨界角以下時(shí)，從ab面上就會(huì)有光線射出不同的色光的頻率不同，折射率也不同，從而臨界角也不同，其中紅光的頻率最小，折射率也最小，臨界角最大在入射光按順時(shí)針方向逐漸偏轉(zhuǎn)過程中，紅光將首先不滿足全反射條件，必是紅光首先射出ab面當(dāng)入射光按逆時(shí)針方向逐漸偏轉(zhuǎn)時(shí)，射到ab面上時(shí)的入射角逐漸變大，不可能有色光從

9、ab面射出答案：A思維拓展：1.全反射現(xiàn)象要記住產(chǎn)生全反射的條件：光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，且入射角大于等于臨界角在解題時(shí)要把計(jì)算和作圖有機(jī)地結(jié)合起來，根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算反射角、折射角，算一步畫一步，畫一步再根據(jù)需要算一步作圖要依據(jù)計(jì)算結(jié)果，力求準(zhǔn)確 2全反射的一個(gè)重要應(yīng)用就是光導(dǎo)纖維(簡(jiǎn)稱光纖)光在光纖中傳播時(shí)，每次射到內(nèi)、外兩層材料的界面，都要求入射角大于臨界角，從而發(fā)生全反射這樣使從一個(gè)端面入射的光，經(jīng)過多次全反射能夠沒有損失地全部從另一個(gè)端面射出 3棱鏡對(duì)光的偏折作用：一般所說的棱鏡都是用光密介質(zhì)制作的入射光線經(jīng)三棱鏡兩次折射后，射出方向與入射方向相比，向底邊偏折(若棱鏡的折射率比棱鏡外介質(zhì)

10、小則結(jié)論相反)作圖時(shí)盡量利用對(duì)稱性，由于各種色光的折射率不同，因此一束白光經(jīng)三棱鏡折射后發(fā)生色散現(xiàn)象(紅光偏折最小，紫光偏折最大)2412 1 5 ABC1.(2011D)nnBCAABCcdba 實(shí)驗(yàn)表明，可見光通過三棱鏡時(shí)各色光的折射率 隨著波長(zhǎng) 的變化符合科西經(jīng)驗(yàn)公式：，其中 、 、 是正的常量太陽光進(jìn)入三棱鏡后發(fā)生色散的情形如圖所示則屏上 處是紫光屏上 處是紅光屏上 處是紫安光屏上徽處是紅光圖1215D【解析】太陽光經(jīng)棱鏡色散后各種色光折射率不同，紅光最小，紫光最大故a為紅光，d為紫光，而科西經(jīng)驗(yàn)公式是障眼法2.(2011全國卷)雨后太陽光入射到水滴中發(fā)生色散而形成彩虹設(shè)水滴是球形的，

11、圖1216中的圓代表水滴過球心的截面，入射光線在過此截面的平面內(nèi)，a、b、c、d代表四條不同顏色的出射光線，則它們可能依次是( )A紫光、黃光、藍(lán)光和紅光B紫光、藍(lán)光、黃光和紅光C紅光、藍(lán)光、黃光和紫光D紅光、黃光、藍(lán)光和紫光圖1216B【解析】由折射定律可知，光由空氣射入水滴時(shí)，入射角一定，折射角小的折射率大，故a光折射率最大，d光折射率最小，故B對(duì)，A、C、D錯(cuò)124.(2012)12 1 810cm452 32.3AOCBCRABMNAOABiMNnn 如圖所示，為某種透明介質(zhì)的截面圖，為等腰直角三角形，為半徑的四分之一圓弧，與水平屏幕垂直并接觸于 點(diǎn)由紅光和紫光兩種單色光組成的復(fù)色光射

12、向圓心 ，在分界面上的入射角，結(jié)果在水平屏幕上出現(xiàn)兩個(gè)亮斑已知該介質(zhì)對(duì)紅光和紫光的折射率分別為，湖南模擬(1)判斷在AM和AN兩處產(chǎn)生亮斑的顏色；(2)求兩個(gè)亮斑間的距離圖1218 1211122112113 sin260454545CCCnCCiCiCABABACAMPANP 設(shè)紅光和紫光的臨界角分別為、，同理， 所以紫光在面發(fā)生全反射，而紅光在面一部分折射，一部分反射，且由幾何關(guān)系可知，反射光線與垂直所以在處產(chǎn)生的亮斑 為紅色，在處產(chǎn)生的亮斑 為紅色與紫色的【解析】混合色 121112sinsin6sin3tan5 2cmrPPrnirRrAPAP畫出如圖光路圖，設(shè)折射角為 ，兩個(gè)光斑分別

13、為 、 ，根據(jù)折射定律 求得 由幾何知識(shí)可得：， 解得221210cm(5 210)cmOAPAPPP由幾何知識(shí)可得為等腰直角三角形，解得所以12 1 93 .25.()OAPRROAOPR 兩束平行的細(xì)激光束，垂直于半圓柱玻璃的平面射到半圓柱玻璃上，如圖所示已知其中一條光線沿直線穿過玻璃，它的入射點(diǎn)是 ；另一條光線的入射點(diǎn)為 ，穿過玻璃后兩條光線交于 點(diǎn)已知玻璃截面的圓半徑為 ，求玻璃材料的衡陽模擬折射率圖121912111 sin230OBOAOB本題考查光的折射光路如圖所示：其中一條光線沿直線穿過玻璃，可知 點(diǎn)為圓心；另一條光線沿直線進(jìn)入玻璃，在半圓面上的入射點(diǎn)為 ，入射角設(shè)為 ，折射角

14、設(shè)為 ，則，解得【解析】221360sinsin6031.73.sinsin30OPRBPRn因，由幾何關(guān)系知，則折射角由折射定律得玻璃的折射率為 812 1 102.452.0cm.3.010 m/s6.(2011).12.nABABhcd 如圖所示，真空中有一下表面鍍反射膜的平行玻璃磚，其折射率一束單色光與界面成角斜射到玻璃磚表面上，最后在玻璃磚的右側(cè)面豎直光屏上出現(xiàn)了兩個(gè)光點(diǎn) 和 ，和 相距已知光在真空中的傳播速度試求：該單色光在玻璃磚中的傳播速度玻璃磚的鎮(zhèn)安月考厚度陜西圖12110 8812223 101m/s22.121 10 m/s.sin2sinsin1/ 230ccnvvnn由可得，由折射率公式解得，解得，【解析】.3cos301.732cm.2CDEABECCEABhdhdhh 作出如右圖所示的光路圖，為等邊三角形，四邊形為梯形，玻璃的厚度 就是邊長(zhǎng) 的等邊三角形的高 故