2019版高考物理總復(fù)習(xí) 選考部分 機(jī)械振動(dòng) 機(jī)械波 光 電磁波 相對(duì)論簡(jiǎn)介 基礎(chǔ)課3 光的折射 全反射學(xué)案.doc

《2019版高考物理總復(fù)習(xí) 選考部分 機(jī)械振動(dòng) 機(jī)械波 光 電磁波 相對(duì)論簡(jiǎn)介 基礎(chǔ)課3 光的折射 全反射學(xué)案.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019版高考物理總復(fù)習(xí) 選考部分 機(jī)械振動(dòng) 機(jī)械波 光 電磁波 相對(duì)論簡(jiǎn)介 基礎(chǔ)課3 光的折射 全反射學(xué)案.doc（20頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

基礎(chǔ)課3光的折射全反射知識(shí)排查光的折射定律折射率1.折射現(xiàn)象光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象，如圖1所示。圖12.折射定律(1)內(nèi)容：折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦值與折射角的正弦值成正比。(2)表達(dá)式：n12，式中n12是比例常數(shù)。3.折射率(1)物理意義：折射率反映介質(zhì)的光學(xué)特性，折射率大，說明光從真空射入到該介質(zhì)時(shí)偏折角大，反之偏折角小。(2)定義式：n，不能說n與sin 1成正比，與sin 2成反比。折射率由介質(zhì)本身的光學(xué)性質(zhì)和光的頻率決定。(3)計(jì)算公式：n，因v 1，說明實(shí)驗(yàn)時(shí)光由A經(jīng)過O到D，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；在由空氣進(jìn)入該玻璃磚時(shí)，光的頻率不變，光的波長(zhǎng)變?yōu)樵瓉淼?，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確；以入射角i60由空氣進(jìn)入該玻璃磚時(shí)，由折射定律n，其折射角的正弦值為sin rsin i，選項(xiàng)E正確。答案BDE2.(2018上海長(zhǎng)寧區(qū)模擬)某同學(xué)為了測(cè)量截面為正三角形的玻璃三棱鏡的折射率，先在白紙上放好三棱鏡，在棱鏡的左側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2，然后在棱鏡的右側(cè)觀察到P1和P2的像，當(dāng)P1的像恰好被P2的像擋住時(shí)，插上大頭針P3和P4，使P3擋住P1、P2的像，P4也擋住P1、P2的像，在紙上標(biāo)出的大頭針位置和三棱鏡輪廓如圖15所示。圖15(1)在圖上畫出對(duì)應(yīng)的光路。(2)為了測(cè)出三棱鏡玻璃材料的折射率，若以AB為分界面，需要測(cè)量的量是_，在圖上標(biāo)出它們。(3)三棱鏡玻璃材料折射率的計(jì)算公式是n_。(4)若在描繪三棱鏡輪廓的過程中，放置三棱鏡的位置發(fā)生了微小的平移(移至圖中的虛線位置，底邊仍重合)，若仍以AB為分界面，則三棱鏡玻璃材料折射率的測(cè)量值_真實(shí)值(填“大于”“小于”或“等于”)。解析(1)光路圖如圖所示。(2)若以AB為分界面，需要測(cè)量的量為入射角1、折射角2。(3)該三棱鏡玻璃材料的折射率的計(jì)算公式為n。(4)若在描繪三棱鏡輪廓的過程中，放置三棱鏡的位置發(fā)生了微小的平移，仍以AB為分界面，將入射光線與AB的交點(diǎn)和出射光線與BC的交點(diǎn)連接起來，從而可知該連接線發(fā)生偏轉(zhuǎn)，導(dǎo)致折射角變小，所以測(cè)量值比真實(shí)值大。答案(1)如解析圖所示(2)入射角1、折射角2(3)(4)大于活頁作業(yè)(時(shí)間：40分鐘)A級(jí)：保分練1.(多選)如圖1所示，MN是介質(zhì)1和介質(zhì)2的分界面，介質(zhì)1、2的絕對(duì)折射率分別為n1、n2，一束細(xì)光束從介質(zhì)1射向介質(zhì)2中，測(cè)得160，230，根據(jù)你所學(xué)的光學(xué)知識(shí)判斷下列說法正確的是()圖1A.介質(zhì)2相對(duì)介質(zhì)1的相對(duì)折射率為B.光在介質(zhì)2中的傳播速度小于光在介質(zhì)1中的傳播速度C.介質(zhì)1相對(duì)介質(zhì)2來說是光密介質(zhì)D.光從介質(zhì)1進(jìn)入介質(zhì)2可能發(fā)生全反射現(xiàn)象E.光從介質(zhì)1進(jìn)入介質(zhì)2，光的波長(zhǎng)變短解析光從介質(zhì)1射入介質(zhì)2時(shí)，入射角與折射角的正弦之比叫做介質(zhì)2相對(duì)介質(zhì)1的相對(duì)折射率，所以有n21，選項(xiàng)A正確；因介質(zhì)2相對(duì)介質(zhì)1的相對(duì)折射率為，可以得出介質(zhì)2的絕對(duì)折射率大，因n，所以光在介質(zhì)2中的傳播速度小于光在介質(zhì)1中的傳播速度，選項(xiàng)B正確；介質(zhì)2相對(duì)介質(zhì)1來說是光密介質(zhì)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，有可能發(fā)生全反射現(xiàn)象，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；光從介質(zhì)1進(jìn)入介質(zhì)2，光的頻率不變，速度變小，由vf可知，光的波長(zhǎng)變短，選項(xiàng)E正確。答案ABE2.(多選)如圖2，一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為，經(jīng)折射后射出a、b兩束光線。則()圖2A.在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度B.在真空中，a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)C.玻璃磚對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率D.若改變光束的入射方向使角逐漸變大，則折射光線a首先消失E.分別用a、b光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距解析由題圖知，光從玻璃磚射出時(shí)，入射角相同，a光的折射角大于b光的折射角，玻璃磚對(duì)a光的折射率大于對(duì)b光的折射率，a光在玻璃中的傳播速度比b光的小，a光的頻率比b光的大，在真空中，a光的波長(zhǎng)較短，a光形成的干涉條紋間距較小，選項(xiàng)A、B正確，C、E錯(cuò)誤；a光的全反射臨界角較小，當(dāng)入射角增大時(shí)，a光先發(fā)生全反射，其折射光線先消失，選項(xiàng)D正確。答案ABD3.(2018河北衡水中學(xué)調(diào)研)(多選)如圖3所示，一塊上、下表面平行的玻璃磚的厚度為L(zhǎng)，玻璃磚的折射率n，若光從上表面AB射入的入射角i60，光在真空中的光速為c，則()圖3A.折射角r30B.光在玻璃中傳播的時(shí)間為C.光在玻璃中傳播的時(shí)間為D.改變?nèi)肷浣莍，光在下表面CD可能發(fā)生全反射E.光一定能從CD面射出解析由n得sin r0.5，得r30，故A正確；光在玻璃中傳播的速度為v，由幾何知識(shí)可知光在玻璃中傳播的路程為s，則光在玻璃中傳播的時(shí)間為t，故B錯(cuò)誤，C正確；由于光在CD面上的入射角等于光在AB面上的折射角，根據(jù)光路可逆性原理可知光一定能從CD面射出，故D錯(cuò)誤，E正確。答案ACE4.(多選)如圖4所示為一橫截面為等腰直角三角形的玻璃棱鏡，兩種顏色不同的可見細(xì)光束a、b垂直于底邊從空氣射向玻璃，光路如圖所示，則下列說法正確的是()圖4A.玻璃對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率B.a光和b光由空氣進(jìn)入玻璃棱鏡后頻率都變小C.a光和b光在玻璃中傳播時(shí)a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)D.在相同條件下進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a光的條紋間距比b光的大E.a光和b光以相同的入射角由玻璃射向空氣，若逐漸增大入射角，則b光先發(fā)生全反射解析兩束光在直角邊的入射角i相同，折射角rarb，由折射定律得navb，且fab，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由雙縫干涉條紋間距公式x知，xaxb，選項(xiàng)D正確；由sin C知，CaCb，故b光先發(fā)生全反射，選項(xiàng)E正確。答案ADE5.玻璃半圓柱體的半徑為R，橫截面如圖5所示，圓心為O，A為圓柱面的頂點(diǎn)。兩條單色紅光分別按如圖方向沿截面入射到圓柱體上，光束1指向圓心，方向與AO夾角為30，光束2的入射點(diǎn)為B，方向與底面垂直，AOB60，已知玻璃對(duì)該紅光的折射率n，求兩條光線經(jīng)底面折射后的交點(diǎn)與O點(diǎn)的距離d。圖5解析光路圖如圖所示，光線2在B點(diǎn)折射時(shí)，入射角i60由折射定律有n得sin r，r30入射到底面的入射角i60r30則sin rnsin i，r60折射光線交AO延長(zhǎng)線于D點(diǎn)根據(jù)幾何知識(shí)知LOCR同理，光線1從O點(diǎn)射出，折射光線與CD交于E點(diǎn)，折射角EOD60則EOD為等邊三角形，dOEODLOCtan 30答案B級(jí)：拔高練6.(多選)一玻璃半圓柱置于空氣中，其橫截面(紙面)如圖6所示，O為半圓的圓心。一束由紅光和紫光組成的復(fù)色光，沿半徑PO方向射入半圓柱后被分成兩束光OA、OB，PON。已知折射光OB是單色光，光線PO可在紙面內(nèi)繞O點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)()，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)(90)，則下列說法正確的是()圖6A.OB是紅光B.OA是由紅光和紫光組成的復(fù)色光C.玻璃對(duì)紫光的折射率小于D.順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，光線OB可能消失，光線OA繞O點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)E.逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，光線OB可能消失，光線OA繞O點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)解析光在界面發(fā)生反射和折射，入射角相同時(shí)，紅光折射角小于紫光折射角，折射光OB是紅光，紫光已經(jīng)發(fā)生了全反射，選項(xiàng)A正確；反射光OA是由紅光和紫光組成的復(fù)色光，選項(xiàng)B正確；圖中角大于或等于紫光全反射的臨界角，由sin 可得玻璃對(duì)紫光的折射率n，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若光線PO在紙面內(nèi)繞O點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)()，入射角減小，則光線OB不可能消失，光線OA繞O點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；若光線PO在紙面內(nèi)繞O點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)(90)，入射角增大，則光線OB可能消失，光線OA繞O點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，選項(xiàng)E正確。答案ABE7.如圖7為三棱鏡ABC的截面圖，A70，入射光線垂直于AC射入棱鏡，已知該光在玻璃與空氣的界面處發(fā)生全反射的臨界角為45，光在真空中傳播速度為c。求：圖7(1)光線在三棱鏡中傳播的速度；(2)光線第一次從三棱鏡射入空氣時(shí)的折射角。解析(1)根據(jù)sin 45，可得玻璃對(duì)該光的折射率n，由n，解得光線在三棱鏡中傳播的速度v(2)畫出光在三棱鏡傳播的光路圖，如圖所示。光線先射到AB面上，入射角i170，大于全反射的臨界角45，故光線在AB面上發(fā)生全反射，光射到BC面上，入射角i250，大于全反射的臨界角45，故光線在BC面上發(fā)生全反射，光線第二次射到AB面上時(shí)，入射角i18020409030，小于全反射的臨界角45，故光線從三棱鏡AB面射入空氣，由折射定律n，解得r45。答案(1)c(2)458.如圖8所示為截面為四分之三圓的玻璃柱，圓弧ABC面鍍銀，圓弧的半徑為10 cm。一細(xì)光束垂直O(jiān)A并從OA的中點(diǎn)D射入玻璃柱，玻璃柱對(duì)該光的折射率為，光在真空中的傳播速度為c3108 m/s，求：圖8(1)光從玻璃柱中射出時(shí)的光線與入射光的夾角；(2)光在玻璃柱中傳播的時(shí)間(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。解析(1)光束射入玻璃柱后的光路如圖所示，在E點(diǎn)有sinDEO，得DEO30由幾何關(guān)系知，DEOBEOEBOOBF光在OC面上射出時(shí)的入射角r30由折射定律n得光從OC面射出時(shí)的折射角i45則光從玻璃柱中射出時(shí)的光線與入射光的夾角為i135(2)光在玻璃柱中傳播的路程為sDEEBBFDERcos 30BE2Rcos 30BF光在玻璃柱中傳播的速度為v光在玻璃柱中傳播的時(shí)間為t代入數(shù)據(jù)解得t4.33109 s答案(1)135(2)4.33109 s9.如圖9所示，在一個(gè)足夠大的水池中有一名潛水員在水面下E處潛泳，E處與水面的距離為1 m，與岸邊的水平距離為1.1 m，潛水員在E處恰好看不到離岸邊2 m、高出岸邊1 m的標(biāo)志物P，已知岸邊距離水面的高度BC為0.3 m。圖9(1)求水的折射率；(2)若此時(shí)潛水員打開自身攜帶的一個(gè)點(diǎn)光源，同時(shí)豎直下潛，若要使水面上能出現(xiàn)一個(gè)最大的完整的圓形透光區(qū)域，則潛水員需要下潛多少距離？(不考慮光的多次反射，小數(shù)點(diǎn)后保留1位數(shù)字)解析(1)潛水員恰好看不到標(biāo)志物P時(shí)的光路圖如圖所示。由幾何知識(shí)可知光線的入射角與BPA相等sinBPA由三角形相似可知可解得CD0.6 m，故EF0.5 m則sinEDF折射率n2(2)當(dāng)潛水員下沉到發(fā)生全反射的臨界光線恰好照射到水面與岸邊的交點(diǎn)C時(shí)，透光區(qū)域?yàn)樽畲蟮耐暾膱A形，設(shè)全反射臨界角為C0，且滿足sin C0，解得C030，IH m潛水員需下潛hIHIE0.9 m答案(1)2(2)0.9 m