《（浙江選考）2021版新高考物理一輪復(fù)習(xí) 14 第十一章 光 電磁波 1 第1節(jié) 光的折射 全反射教學(xué)案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（浙江選考）2021版新高考物理一輪復(fù)習(xí) 14 第十一章 光 電磁波 1 第1節(jié) 光的折射 全反射教學(xué)案（17頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第十一章 光 電磁波知識內(nèi)容考試要求真題統(tǒng)計2016.102017.42017.112018.42018.112019.42020.11.光的反射與折射c1421122.全反射c143.光的干涉c14161521154.光的衍射b21145.光的偏振b6.光的顏色、色散b7.激光a8.電磁波的發(fā)現(xiàn)a9.電磁振蕩c810.電磁波的發(fā)射和接收b11.電磁波與信息化社會a12.電磁波譜a實驗：測定玻璃的折射率21實驗：用雙縫干涉測量光的波長(同時練習(xí)使用游標(biāo)型測量頭)21第1節(jié)光的折射全反射【基礎(chǔ)梳理】提示：同一兩側(cè)比值頻率光密介質(zhì)光疏介質(zhì)大于或等于反射光【自我診斷】 判一判(1)某種玻璃對藍(lán)光的折
2、射率比紅光大，藍(lán)光和紅光以相同的入射角從空氣斜射入該玻璃中，藍(lán)光的折射角較大()(2)光從空氣射入玻璃時，只要入射角足夠大就可能發(fā)生全反射()(3)在水中，藍(lán)光的傳播速度大于紅光的傳播速度()(4)在潛水員看來，岸上的所有景物都出現(xiàn)在一個倒立的圓錐里()(5)光纖通信利用了全反射的原理()(6)晚上，在水池中同一深度的兩點光源分別發(fā)出紅光和藍(lán)光，藍(lán)光光源看起來淺一些()提示：(1)(2)(3)(4)(5)(6) 做一做如圖所示，光在真空和介質(zhì)的界面MN上發(fā)生偏折，那么下列說法正確的是()A光是從真空射向介質(zhì)B介質(zhì)的折射率為1.73C光在介質(zhì)中的傳播速度為1.73108 m/sD反射光線與折射光
3、線成90角E當(dāng)入射角增大10，則折射角也將增大10提示：BCD折射定律的應(yīng)用【知識提煉】1折射率：由介質(zhì)本身性質(zhì)決定，與入射角的大小無關(guān)2折射率與介質(zhì)的密度無關(guān)，光密介質(zhì)不是指密度大的介質(zhì)3同一種介質(zhì)中，頻率越大的色光折射率越大，傳播速度越小4公式n中，不論光從真空射入介質(zhì)，還是從介質(zhì)射入真空，1總是真空中的光線與法線間的夾角，2總是介質(zhì)中的光線與法線間的夾角【典題例析】如圖，在注滿水的游泳池的池底有一點光源A，它到池邊的水平距離為3.0 m從點光源A射向池邊的光線AB與豎直方向的夾角恰好等于全反射的臨界角，水的折射率為.(1)求池內(nèi)的水深；(2)一救生員坐在離池邊不遠(yuǎn)處的高凳上，他的眼睛到池
4、面的高度為2.0 m當(dāng)他看到正前下方的點光源A時，他的眼睛所接受的光線與豎直方向的夾角恰好為45.求救生員的眼睛到池邊的水平距離(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)解析(1)如圖，設(shè)到達(dá)池邊的光線的入射角為i.依題意，水的折射率n，光線的折射角90.由折射定律有nsin isin 由幾何關(guān)系有sin i式中，l3 m，h是池內(nèi)水的深度聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得h m2.6 m(2)設(shè)此時救生員的眼睛到池邊的水平距離為x.依題意，救生員的視線與豎直方向的夾角為45.由折射定律有nsin isin 式中，i是光線在水面的入射角設(shè)池底點光源A到水面入射點的水平距離為a.由幾何關(guān)系有sin ixlah式中h2 m.聯(lián)
5、立式得xm0.7 m.答案(1)2.6 m(2)0.7 m【題組過關(guān)】 考向1折射率的計算1如圖所示，一束單色光從空氣入射到棱鏡的AB面上，經(jīng)AB和AC兩個面折射后從AC面進(jìn)入空氣當(dāng)出射角i和入射角i相等時，出射光線相對于入射光線偏轉(zhuǎn)的角度為.已知棱鏡頂角為，則計算棱鏡對該色光的折射率表達(dá)式為()A.B.C. D.解析：選A.當(dāng)出射角i和入射角i相等時，由幾何知識，作角A的平分線，角平分線過入射光線的延長線和出射光線的反向延長線的交點、兩法線的交點，如圖所示，可知12，43，而i14，由折射率公式n，選項A正確 考向2對折射定律的考查2(2020麗水調(diào)研)半徑為R的玻璃圓柱體，截面如圖所示，圓
6、心為O，在同一截面內(nèi)，兩束相互垂直的單色光射向圓柱面的A、B兩點，其中一束沿AO方向，AOB30，若玻璃對此單色光的折射率n.(1)試作出兩條光線從射入到第一次射出的光路途徑，并求出B光第一次射出圓柱面時的折射角(當(dāng)光線射向柱面時，如有折射光線則不考慮反射光線)并作出光路圖(2)求兩條光線經(jīng)圓柱體后第一次射出的光線的交點(或延長線的交點)與A點的距離解析：(1)A光過圓心，射入和射出玻璃圓柱方向始終不變，射出玻璃圓柱的折射角為0.B光從B點射入，設(shè)折射角為r，第一次在C點射出，設(shè)B光第一次射出圓柱面時的折射角為i2，由折射定律，n，解得r30.由折射定律，n，解得i260.光路圖如圖所示(2)
7、設(shè)B光從C點射出光線的反向延長線交A光光線于D點，由圖可知，DOC為直角，DARtan 60R(1)R.答案：(1)見解析(2)(1)R (1)折射率只由介質(zhì)本身的光學(xué)性質(zhì)和光的頻率決定由n定義和計算但與入射角1、折射角2無關(guān)(2)由n可計算光的折射率，n是從真空射入某種介質(zhì)的折射率對兩種介質(zhì)來說，若n1n2，則折射率為n1的稱為光密介質(zhì)，折射率為n2的稱為光疏介質(zhì)(3)光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時頻率不變，波長改變，光速改變可以根據(jù)vf和n判斷(4)應(yīng)用光的折射定律解題的一般思路根據(jù)入射角、折射角及反射角之間的關(guān)系，作出比較完整的光路圖充分利用光路圖中的幾何關(guān)系，確定各角之間的聯(lián)系，根據(jù)折射
8、定律求解相關(guān)的物理量：折射角、折射率等注意在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的 對全反射現(xiàn)象的理解及應(yīng)用【知識提煉】1在光的反射和全反射現(xiàn)象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的2當(dāng)光射到兩種介質(zhì)的界面上時，往往同時發(fā)生光的折射和反射現(xiàn)象，但在全反射現(xiàn)象中，只發(fā)生反射，不發(fā)生折射當(dāng)折射角等于90時，實際上就已經(jīng)沒有折射光了3全反射現(xiàn)象可以從能量的角度去理解：當(dāng)光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時，在入射角逐漸增大的過程中，反射光的能量逐漸增強，折射光的能量逐漸減弱，當(dāng)入射角等于臨界角時，折射光的能量已經(jīng)減弱為零，這時就發(fā)生了全反射【典題例析】一個半圓柱形玻璃磚，其橫截面是半徑為R的半圓，AB為半圓的直徑，O為圓心
9、，如圖所示玻璃的折射率為n . (1)一束平行光垂直射向玻璃磚的下表面，若光線到達(dá)上表面后，都能從該表面射出，則入射光束在AB上的最大寬度為多少？(2)一細(xì)束光線在O點左側(cè)與O相距R處垂直于AB從下方入射，求此光線從玻璃磚射出點的位置解析(1)在O點左側(cè)，設(shè)從E點射入的光線進(jìn)入玻璃磚后在上表面的入射角恰好等于全反射的臨界角，則OE區(qū)域的入射光線經(jīng)上表面折射后都能從玻璃磚射出，如圖，由全反射條件有sin 由幾何關(guān)系有OERsin 由對稱性可知，若光線都能從上表面射出，光束的寬度最大為l2OE聯(lián)立式，代入已知數(shù)據(jù)得lR.(2)設(shè)光線在距O點R的C點射入后，在上表面的入射角為，由幾何關(guān)系及式和已知條
10、件得60光線在玻璃磚內(nèi)會發(fā)生三次全反射，最后由G點射出，如圖，由反射定律和幾何關(guān)系得OGOCR射到G點的光有一部分被反射，沿原路返回到達(dá)C點射出答案(1)R(2)光線從G點射出時，OGOCR，射到G點的光有一部分被反射，沿原路返回到達(dá)C點射出(2020湖州質(zhì)檢)半徑為R、介質(zhì)折射率為n的透明圓柱體，過其軸線OO的截面如圖所示位于截面所在的平面內(nèi)的一細(xì)束光線，以角i0由O點入射，折射光線由上邊界的A點射出當(dāng)光線在O點的入射角減小至某一值時，折射光線在上邊界的B點恰好發(fā)生全反射求A、B兩點間的距離解析：當(dāng)光線在O點的入射角為i0時，設(shè)折射角為r0，由折射定律得n設(shè)A點與左端面的距離為dA，由幾何關(guān)
11、系得sin r0若折射光線恰好發(fā)生全反射，則在B點的入射角恰好為臨界角C，設(shè)B點與左端面的距離為dB，由折射定律得sin C由幾何關(guān)系得sin C設(shè)A、B兩點間的距離為d，可得ddBdA聯(lián)立式得dR.答案：R1求解全反射現(xiàn)象中光的傳播時間的一般思路(1)全反射現(xiàn)象中，光在同種均勻介質(zhì)中的傳播速度不發(fā)生變化，即v.(2)全反射現(xiàn)象中，光的傳播路程應(yīng)結(jié)合光路圖與幾何關(guān)系進(jìn)行確定(3)利用t求解光的傳播時間2解決全反射問題的一般方法(1)確定光是從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)(2)應(yīng)用sin C確定臨界角(3)根據(jù)題設(shè)條件，判定光在傳播時是否發(fā)生全反射(4)如發(fā)生全反射，畫出入射角等于臨界角時的臨界光路圖(
12、5)運用幾何關(guān)系或三角函數(shù)關(guān)系以及反射定律等進(jìn)行分析、判斷、運算，解決問題 光的色散現(xiàn)象【知識提煉】1光線射到介質(zhì)的界面上時，要注意對產(chǎn)生的現(xiàn)象進(jìn)行分析：(1)若光線從光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)，不會發(fā)生全反射，而同時發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，不同色光偏折角不同(2)若光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，是否發(fā)生全反射，要根據(jù)計算判斷，要注意不同色光臨界角不同2作圖時要找出具有代表性的光線，如符合邊界條件或全反射臨界條件的光線3解答時注意利用光路可逆性、對稱性和幾何知識4各種色光的比較顏色紅橙黃綠青藍(lán)紫頻率低高同一介質(zhì)中的折射率小大同一介質(zhì)中速度大小波長大小臨界角大小通過棱鏡的偏折角小大5.平行玻璃磚、三棱鏡和圓
13、柱體(球)對光路的控制平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)結(jié)構(gòu)玻璃磚上下表面是平行的橫截面為三角形的三棱鏡橫截面是圓對光線的作用通過平行玻璃磚的光線不改變傳播方向，但要發(fā)生側(cè)移通過三棱鏡的光線經(jīng)兩次折射后，出射光線向棱鏡底邊偏折圓界面的法線是過圓心的直線，經(jīng)過兩次折射后向圓心偏折應(yīng)用測定玻璃的折射率全反射棱鏡，改變光的傳播方向改變光的傳播方向【典題例析】實驗表明，可見光通過三棱鏡時各色光的折射率n隨波長的變化符合科西經(jīng)驗公式：nA，其中A、B、C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()A屏上c處是紫光 B屏上d處是紅光C屏上b處是紫光 D屏上a處是紅光審題指導(dǎo)根據(jù)折射圖象可得出各光的
14、偏折程度，即可得出折射率的大小，則可得各光的頻率、波長等的大小關(guān)系，進(jìn)而可判斷各光可能的順序解析白色光經(jīng)過三棱鏡后產(chǎn)生色散現(xiàn)象，在光屏由上至下依次為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫由于紫光的折射率最大，所以偏折最大；紅光的折射率最小，則偏折程度最小故屏上a處為紅光，屏上d處為紫光，D正確答案D【題組過關(guān)】 考向1對光的色散現(xiàn)象的考查1.(2020紹興聯(lián)考)虹和霓是太陽光在水珠內(nèi)分別經(jīng)過一次和兩次反射后出射形成的，可利用白光照射玻璃球來說明兩束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上會形成MN和PQ兩條彩色光帶，光路如圖所示M、N、P、Q點的顏色分別為()A紫、紅、紅、紫 B紅、紫、紅、紫C紅、
15、紫、紫、紅 D紫、紅、紫、紅解析：選A.七色光中紅光的折射率最小，紫光的折射率最大，故經(jīng)玻璃球折射后紅光的折射角較大，由玻璃球出來后將形成光帶，而兩端分別是紅光和紫光，根據(jù)光路圖可知M、Q點為紫光，N、P點為紅光，故選A. 考向2對光路的分析2(1)一束復(fù)色光由空氣射向一塊平行平面玻璃磚，經(jīng)折射分成兩束單色光a、b.已知a光的頻率小于b光的頻率下面光路圖可能正確的是_(2)如圖所示，含有兩種單色光的一細(xì)光束，以入射角射入厚度為d的平行玻璃磚中，該玻璃磚對兩種單色光的折射率分別為n1和n2，且n1n2.求兩束單色光從下表面射出時出射點之間的距離解析：(1)由于a光的頻率小于b光的頻率，可知a光的
16、折射率小于b光的折射率在上表面a、b兩束單色光的入射角相同，由折射定律可判斷出a光的折射角大于b光的折射角在下表面，光線由玻璃射向空氣，光線折射率為折射角正弦比入射角正弦，故下表面的折射角應(yīng)與上表面的入射角相同，即通過玻璃磚后的出射光線應(yīng)與原入射光線平行(2)光路圖如圖所示，則n1，n2tan r1，tan r2xx2x1聯(lián)立各式解得xdsin .答案：(1)B(2)dsin 光的色散中應(yīng)注意的問題(1)明確題意，入射光為復(fù)色光，在出射光中，不同色光的偏折不同(2)紅光的折射率最小，其偏折最小(3)紫光的折射率最大，其臨界角最小，最易發(fā)生全反射(4)光的色散現(xiàn)象常和光的折射現(xiàn)象相互關(guān)聯(lián)，各種色
17、光的頻率不同，在同種介質(zhì)中的折射率不同，波速、波長相應(yīng)地發(fā)生變化 隨堂檢測1(2020麗水檢測)以下說法正確的是()A真空中藍(lán)光的波長比紅光的波長長B天空中的彩虹是由光干涉形成的C光纖通信利用了光的全反射原理D機械波在不同介質(zhì)中傳播，波長保持不變解析：選C.紅光的頻率小于藍(lán)光的頻率，在真空中紅光和藍(lán)光的傳播速度相同，由，得紅光波長比藍(lán)光波長長，故選項A錯誤天空中的彩虹是水滴對不同色光的折射程度不同造成的，選項B錯誤光纖通信利用了光的全反射原理，選項C正確機械波在不同介質(zhì)中傳播時，其頻率不變，但傳播速度不同，由vf知，波長也不同，選項D錯誤2(2020嘉興調(diào)研)如圖，一束光由空氣射向半圓柱體玻璃
18、磚，O點為該玻璃磚截面的圓心，下圖能正確描述其光路的是()解析：選A.光從玻璃磚射向空氣時，如果入射角大于臨界角，則發(fā)生全反射；如果入射角小于臨界角，則在界面處既有反射光線，又有折射光線，但折射角應(yīng)大于入射角，選項A正確，選項C錯誤當(dāng)光從空氣射入玻璃磚時，在界面處既有反射光線，又有折射光線，且入射角大于折射角，選項B、D錯誤3如圖所示，一個三棱鏡的截面為等腰直角ABC，A為直角此截面所在平面內(nèi)的光線沿平行于BC邊的方向射到AB邊，進(jìn)入棱鏡后直接射到AC邊上，并剛好能發(fā)生全反射該棱鏡材料的折射率為()A. B. C. D.解析：選A.根據(jù)折射率定義有，sin 1nsin 2，nsin 31，已知
19、145，又2390，解得：n.4(20201月浙江選考)如圖所示，一束光與某材料表面成45角入射，每次反射的光能量為入射光能量的k倍(0k1)若這束光最終進(jìn)入材料的能量為入射光能量的(1k2)倍，則該材料折射率至少為()A.B.C1.5D2答案：A5.打磨某剖面如圖所示的寶石時，必須將OP、OQ邊與軸線的夾角切磨在12，光線一定在OP邊發(fā)生全反射B若2，光線會從OQ邊射出C若1，光線會從OP邊射出D若2，光線不能在OP邊上發(fā)生全反射；若0)現(xiàn)已有針對某些電磁波設(shè)計制作的人工材料，其折射率可以為負(fù)值(nnsin i3式中C是全反射臨界角，滿足nsin C1由式知，棱鏡的折射率n的取值范圍應(yīng)為n2.答案：見解析17
（浙江選考）2021版新高考物理一輪復(fù)習(xí) 14 第十一章 光 電磁波 1 第1節(jié) 光的折射 全反射教學(xué)案
