【文档说明】(新高考)高考物理一轮复习课件第13章第1讲《光的折射、全反射》(含解析).ppt，共(108)页，1.449 MB，由MTyang资料小铺上传

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光电磁波第十三章考情分析高考对光的知识的考查主要以选择题、实验题和计算题为主，试题的难度中等。高考对电磁波的考查以识记和理解为主，题型多以选择题形式出现，试题难度不大。重要考点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．电磁波的产生(Ⅰ)6．电磁波的发射、传播和接收(Ⅰ)7．电磁波谱(Ⅰ)实验十四：测量玻璃的折射率实验十五：用双缝干涉实验测量光的波长考点解读1．考查对光的折射定律的理解与应用。2

．考查全反射现象及其分析。3．考查光的干涉条件，干涉条纹的分析以及对衍射、偏振等现象的理解。4．考查折射率、波长的测量。5．考查对麦克斯韦的两个基本假设和电磁波概念的理解。6．理解电磁波谱的组成以及各波段电磁波的性质、传播特点与用途。第1讲光的折射、全反射主干梳理对点激活进入第2种介质同

一平面两侧成正比可逆入射角折射角光学大于较大较小相对光疏介质等于或大于反射光紫红越大越小一堵点疏通1．折射率的大小由介质本身和光的频率共同决定，与入射角、折射角的大小无关。()2．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。()3．我国使用的宽带光纤通信网络利用了光的衍射原理。()4．光由一种介质进入另一种介质时，光的频率不变。()5．不同颜色的光在真空中的传播速度都相同。()6．当光发生全反射时反射光的能量小于入射光的能量。()√√×√√×7．在

同一种介质中，红光的折射率小于紫光的折射率。()8．光从空气射入玻璃时，只要入射角足够大就可能发生全反射。()9．在潜水员看来，岸上的所有景物都出现在一个倒立的圆锥里。()10．光的传播方向发生改变的现象叫光的折射。()√×√×二对点激活1．(人教版选择性必修第一册·P84·T1改

编)(多选)光由空气射入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气，O点是半圆形玻璃砖的圆心，下图中可能发生的是()答案解析光由空气斜射入半圆形玻璃砖时，折射角应小于入射角，故A不可能发生，B可能发生；当光由半圆形玻璃砖斜射入空气时，折射角应大于入射角，若入射

角大于临界角，会发生全反射，故C可能发生，D不可能发生。解析答案解析3．(多选)光从介质a射向介质b，如果要在a、b介质的分界面上发生全反射，那么必须满足的条件是()A．a是光密介质，b是光疏介质B．光在介质a中的速度必须大于在介质b中的速度C．光的入射角必须大于或

等于临界角D．必须是单色光答案解析考点细研悟法培优考点1折射定律及折射率的理解与应用(3)折射率由介质本身的性质和入射光的频率共同决定，与入射角和折射角的大小无关。(4)折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质。(5)同一种介质中，频率越高的色光折射率越大，传播速度

越小。(6)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长可能不同，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。例1(2020·福建省泉州市第一次质

量检测)有一个有趣的实验叫“消失的硬币”，如图，把一枚硬币放在装满水的不透明圆柱形杯子底部中央，眼睛在杯子左上边缘恰好可以看到整个硬币，若把杯子里的水全部用吸管吸走，则硬币在视线中消失了，且眼睛恰好看到杯子的右下端，已知硬币的直径为d，杯子底部的直径为3d，杯子的高度为h。(1)求

水的折射率n；(2)当硬币刚好从视线中完全消失时，液面下降的高度H。(1)一枚硬币放在装满水的不透明圆柱形杯子底部中央，眼睛最不易观察到硬币哪端？提示：左端。(2)硬币刚好从视线中消失时，恰好看不见硬币哪端？提示：右端。尝试解答尝试解答光的折射问题的规范

求解(1)一般解题步骤①根据题意作出光路图，注意准确作出法线。对于球形玻璃砖，法线是入射点与球心的连线。②利用数学知识找到入射角和折射角。③利用折射定律列方程。(2)应注意的问题①入射角、折射角是入射光线、折射光线与

法线的夹角。答案解析(1)透明半球体对该单色光的折射率n；(2)该光在半球体内传播的时间。答案解析解析考点2全反射现象的理解和应用1．发生全反射的条件(1)光必须从光密介质进入光疏介质；(2)入射角必须大于或等

于临界角。2．全反射的理解(1)如果光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。(2)光的全反射遵循光的反射定律，光路是可逆的。(3)当光射到两种介质的界面上时，往往同时发生光的折射和反射现象，但在全反射现象中，只发生反射，

不发生折射。当折射角等于90°时，实际上已经没有折射光了。(4)从能量角度理解全反射现象：当光由光密介质射向光疏介质时，在入射角逐渐增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，当入射角等于临界角时，折射光的能量减弱为零，这时就发生了全反射。3．全反

射的有关现象海水浪花呈白色、玻璃或水中的气泡看起来特别亮、沙漠蜃景、海市蜃楼、钻石的光彩夺目、水下的灯不能照亮整个水面等。4．全反射的应用(1)全反射棱镜：用来改变光的方向。(2)光导纤维(简称光纤)①结构：是一种透明的玻璃纤维丝，直径在几微米到一百微米

之间，由内芯和外套两层组成，内芯的折射率大于外套的折射率，即内芯是光密介质，外套是光疏介质。②原理：光在光纤的内芯中传播，每次射到内芯和外套的界面上时，入射角都大于临界角，从而发生全反射。(1)求从F点射出光线的折射角的正弦值；(2

)若不考虑发生折射时的反射光线，求光线在柱形光学元件中传播的最长时间。(1)发生全反射的条件是什么？提示：光由光密介质射入光疏介质，入射角大于或等于临界角。(2)什么情况下光线在柱形光学元件中传播时间最长？提示：恰好发生全反射时。尝试解答尝试解答尝试解答解答全反射类问题的技巧解答全反射类问题时，要

抓住发生全反射的两个条件：一、光必须从光密介质射入光疏介质；二、入射角大于或等于临界角。利用好光路图中的临界光线，准确画出恰好发生全反射的光路图是解题的关键。作光路图时尽量准确，与实际相符，以利于问题的分析。[变式2－1](2020·山东省临沂市一模)单镜头反光相机简称

单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。如图为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，AB⊥BC，光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂

直BC射出。若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是()答案解析(1)单色光在玻璃砖中的传播速度；(2)半圆柱面上有光线射出的表面积。答案解析考点3光路控制和色散1.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制类别项目平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)结

构上下表面平行横截面为三角形横截面是圆对光线的作用类别项目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，出射光线向棱镜底边偏折圆界面的法线是过圆心的直线，经过两次折射后向圆心偏折应用测量玻璃的折射率全反射棱镜，改变光的传播方向

改变光的传播方向特别提醒：不同颜色的光的频率不同，在同一种介质中的折射率、光速也不同，发生全反射现象的临界角也不同。2．折射时光的色散及成因(1)含有多种颜色的光被分解为单色光的现象称为光的色散。(2)含有

多种颜色的光从一种介质进入另一种介质，由于同一介质对不同色光的折射率不同，各种色光的偏折程度不同，所以产生光的色散。例3(2020·湖北省武汉市六月模拟改编)(多选)如图所示，置于空气中的玻璃半圆柱可绕过O点垂直纸面的轴旋转，只含有红光和紫光的复色光PO，沿半径方向以60°的入射角射入玻璃半圆柱后

，被分成两光束OA和OB沿如图所示方向射出，下列判断正确的是()答案(1)只有一束折射光线OA，说明哪种色光发生了全反射？提示：紫光发生全反射的临界角较小，故紫光发生了全反射。提示：不能。尝试解答光的色散遵循的规律颜色红橙黄绿青蓝紫频率低→高折射时的偏折程度小→大通过棱镜的偏

折角小→大同一介质中的折射率小→大同一介质中的速度大→小波长大→小全反射临界角大→小[变式3](2021·八省联考湖南卷)如图，泳池底部半球形玻璃罩半径为r，内为空气，其球心处有一个点光源S。S发射的光通过罩内空气穿过厚度不计的玻璃罩，进入水

中，最后有部分光线折射出水面，在水面形成圆形光斑。答案(1)4.5m(2)红光理由见解析答案解析高考模拟随堂集训答案解析答案解析解析3．(2018·全国卷Ⅰ)如图，△ABC为一玻璃三棱镜的横截面，∠A＝30°。一束红光垂

直AB边射入，从AC边上的D点射出，其折射角为60°，则玻璃对红光的折射率为________。若改用蓝光沿同一路径入射，则光线在D点射出时的折射角________(填“小于”“等于”或“大于”)60°。大于解析4．(2020·江苏高考)我国的光纤通信技术处于世界领先

水平。光纤内芯(内层玻璃)的折射率比外套(外层玻璃)的________(选填“大”或“小”)。某种光纤的内芯在空气中全反射的临界角为43°，则该内芯的折射率为________。(取sin43°＝0.68，cos43°＝0.73，结果保留2位有效数字)解析大1.55．(2020·全国卷Ⅱ)

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。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θ＝90°－(30°－r)>60°①根据题给数据得sinθ>sin60°>sinC＝②即θ大于

全反射临界角C，因此光线在BC边上的E点会发生全反射。答案解析解析答案答案2解析解析解析7．(2019·全国卷Ⅲ)如图，直角三角形ABC为一棱镜的横截面，∠A＝90°，∠B＝30°。一束光线平行于底边BC射到AB

边上并进入棱镜，然后垂直于AC边射出。(1)求棱镜的折射率；(2)保持AB边上的入射点不变，逐渐减小入射角，直到BC边上恰好有光线射出。求此时AB边上入射角的正弦。答案解析解析8．(2019·全国卷Ⅰ)如图，一艘帆船静止在湖面上，帆船

的竖直桅杆顶端高出水面3m。距水面4m的湖底P点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为53°(取sin53°＝0.8)。已知水的折射率为。(1)求桅杆到P点的水平距离；(2)船向左行驶一段距离后停止，调整由P点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角

为45°时，从水面射出后仍照射在桅杆顶端，求船行驶的距离。答案(1)7m(2)5.5m答案解析解析9．(2018·全国卷Ⅲ)如图，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“·”(图中O点)，然后用横截面为等边三角形ABC的三棱镜压在这个标记上，小标记位于AC边上。D位于AB边上，过

D点作AC边的垂线交AC于F。该同学在D点正上方向下顺着直线DF的方向观察，恰好可以看到小标记的像；过O点作AB边的垂线交直线DF于E；DE＝2cm，EF＝1cm。求三棱镜的折射率。(不考虑光线在三棱镜中的反射)答案解析解析10．(2018·全国卷Ⅱ)如图，△ABC是一直角三棱镜的

横截面，∠A＝90°，∠B＝60°，一细光束从BC边的D点折射后，射到AC边的E点，发生全反射后经AB边的F点射出。EG垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中点。不计多次反射。(1)求出射光相对于D点的入射光的偏角；(2)为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？

答案解析(1)光线在BC面上折射，由折射定律有sini1＝nsinr1①式中，n为棱镜的折射率，i1和r1分别是该光线在BC面上的入射角和折射角。光线在AC面上发生全反射，由反射定律有i2＝r2②式中i2和r2分别是该光线在AC面上的入

射角和反射角。光线在AB面上发生折射，由折射定律有nsini3＝sinr3③解析解析课时作业一、选择题(本题共4小题，每小题8分，共32分。其中1～2题为单选，3～4题为多选)1.(2021·八省联考江苏卷)如图所示，一束激光照射在横截面为正方形的透明玻璃柱上，光线与横截面平行，则

透过玻璃柱的光线可能是图中的()A．①B．②C．③D．④答案解析答案解析答案解析4.(2020·湖北省七市州教科研协作体5月联考改编)如图所示，一束由两种色光混合的复色光沿PO方向射向一上、下表面平行的厚玻璃平面镜的上表

面，得到三束光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，若平面镜的上下表面足够宽，不考虑光线由玻璃平面镜内射向上表面时的反射。下列说法正确的是()答案解析Ⅱ的折射率大于对光束Ⅲ的折射率，故光束Ⅱ在玻璃中的传播速度小于光束Ⅲ的，故D正确。解析二、非选择题(本题共6小题，

共68分)5.(2020·江苏省盐城市第三次模拟)(8分)如图所示是测定玻璃折射率的实验，在实验中发现图中的入射光线与从E面射出玻璃砖的光线是________的(选填“平行”或“不平行”)，射出玻璃砖的光线相对入射光线来说产生了侧移；当入射角θ越大，从E面射出玻璃砖的光线的折射角________

(选填“越小”“不变”或“越大”)。不平行越大解析根据折射定律，若玻璃砖上、下表面平行，则出射光线与入射光线平行，图中E面左侧向上倾斜，则出射光线和入射光线不平行；入射角θ越大，则光线在上表面的折射角越大，光线射到下表面的入射

角越大，则从E面射出玻璃砖的光线的折射角越大。解析解析由于不考虑集光球内表面的反射，所以最上面的一条光线的光路图如图所示，答案解析7.(2020·东北三省三校第三次联合模拟)(12分)如图所示，ABC为等边三棱镜，P、Q分别为AB边、AC边的中点

，BC面镀有一层银，构成一个反射面，一单色光以垂直于BC面的方向从P点射入，经折射、反射，刚好照射在AC边的中点Q，求：(1)棱镜对光的折射率；(2)使入射光线绕P点在纸面内沿顺时针转动，当光线再次照射到Q点

时，入射光线转过的角度。答案解析答案解析解析(1)玻璃砖的折射率；(2)光在玻璃砖内传播的速度。答案解析解析(1)从D点射入透明体的光束要经历多长时间从透明体射出；(2)为了使光线不能从AB面直接进入中间的球形真空区域，则必须在透明体AB面上贴至少多大面积的不透明纸？(不考

虑AC和BC面的反射光线影响)答案解析解析解析本课结束