適用于新教材2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)學(xué)案第十四章光第1講光的折射全反射粵教版

第1講光的折射全反射目標(biāo)要求1.理解折射率的概念，駕馭光的折射定律.2.駕馭發(fā)生全反射的條件并會(huì)用全反射的條件進(jìn)行相關(guān)計(jì)算．考點(diǎn)一折射定律折射率1．折射定律(1)內(nèi)容：如圖所示，折射光線與入射光線、法線處在________________內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成________比．(2)表達(dá)式：____________＝n12(n12為比例常數(shù))．2．折射率(1)定義式：n＝____________.(2)計(jì)算公式：n＝________.因?yàn)関<c，所以任何介質(zhì)的折射率都________．1．無(wú)論是光的折射，還是反射，光路都是可逆的．()2．入射角越大，折射率越大．()3．若光從空氣射入水中，它的傳播速度確定增大．()4．依據(jù)n＝eq\f(c,v)可知，介質(zhì)的折射率與光在該介質(zhì)中的傳播速度成反比．()1．對(duì)折射率的理解(1)折射率的大小不僅反映了介質(zhì)對(duì)光的折射本事，也反映了光在該介質(zhì)中傳播速度的大小v＝eq\f(c,n).(2)折射率的大小不僅與介質(zhì)本身有關(guān)，還與光的頻率有關(guān)．①同一種介質(zhì)中，頻率越大的光折射率越大，傳播速度越?。谕环N光，在不同介質(zhì)中雖然波速、波長(zhǎng)不同，但頻率相同．2．光路的可逆性在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的．假如讓光線逆著原來(lái)的折射光線射到界面上，光線就會(huì)逆著原來(lái)的入射光線發(fā)生折射．3．平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱體(球)對(duì)光路的限制特點(diǎn)平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)對(duì)光線的作用通過(guò)平行玻璃磚的光線不變更傳播方向，但要發(fā)生側(cè)移通過(guò)三棱鏡的光線經(jīng)兩次折射后，出射光線向棱鏡底面偏折圓界面的法線是過(guò)圓心的直線，光線經(jīng)過(guò)兩次折射后向圓心偏折例1(多選)如圖所示，兩細(xì)束平行的單色光a、b射向同一塊上、下表面平行的玻璃磚的上表面，最終都從玻璃磚的下表面射出．已知玻璃對(duì)單色光b的折射率較小，那么下列說(shuō)法中正確的有()A．a(chǎn)光束在玻璃磚中傳播速度比b光小B．從玻璃磚下表面射出后，兩束光不愿定平行C．從玻璃磚下表面射出后，兩束光之間的距離確定增大了D．從玻璃磚下表面射出后，兩束光之間的距離可能和射入前相同聽(tīng)課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________例2(2024·廣東江門(mén)市階段檢測(cè))當(dāng)太陽(yáng)光照耀到半空中的液滴上時(shí)，光線被折射及反射，就形成了彩虹．如圖所示，某勻整透亮液滴(視為球形)的截面圖是圓心在O點(diǎn)、半徑為R的圓，一單色光從空中(視為真空)平行直徑AOB射到圓上的C點(diǎn)，入射角i＝60°，結(jié)果該單色光射入液滴經(jīng)一次反射后從D點(diǎn)再次平行直徑AOB折射射向空中．求：(1)液滴對(duì)該單色光的折射率n；(2)出射光線與入射光線間的距離x.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例3(2024·江蘇省七市調(diào)研)如圖所示，激光筆發(fā)出一束激光射向水面O點(diǎn)，經(jīng)折射后在水槽底部形成一光斑P.已知入射角α＝53°，水的折射率n＝eq\f(4,3)，真空中光速c＝3.0×108m/s，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6.(1)求激光在水中傳播的速度大小v；(2)打開(kāi)出水口放水，求水放出過(guò)程中光斑P移動(dòng)的距離x與水面下降距離h的關(guān)系．________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________考點(diǎn)二全反射1．光密介質(zhì)與光疏介質(zhì)介質(zhì)光密介質(zhì)光疏介質(zhì)折射率大小光速小大相對(duì)性若n甲＞n乙，則甲相對(duì)乙是________介質(zhì)若n甲＜n丙，則甲相對(duì)丙是________介質(zhì)2.全反射(1)定義：光從________介質(zhì)射入________介質(zhì)時(shí)，當(dāng)入射角增大到某一角度，折射光線______，只剩下反射光線的現(xiàn)象．(2)條件：①光從________介質(zhì)射向________介質(zhì)．②入射角________________臨界角．(3)臨界角：折射角等于90°時(shí)的入射角．若光從介質(zhì)(折射率為n)射向真空或空氣時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角為C，由n＝eq\f(sin90°,sinC)，得sinC＝________.介質(zhì)的折射率越大，發(fā)生全反射的臨界角越________．3．光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維的原理是利用光的全反射(如圖)．1．光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是相對(duì)而言的．同一種介質(zhì)，相對(duì)于其他不同的介質(zhì)，可能是光密介質(zhì)，也可能是光疏介質(zhì)．()2．只要入射角足夠大，就能發(fā)生全反射．()3．光線從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，入射角大于等于臨界角時(shí)發(fā)生全反射現(xiàn)象．()分析綜合問(wèn)題的基本思路(1)推斷光線是從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)還是從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)．(2)推斷入射角是否大于或等于臨界角，明確是否會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象．(3)畫(huà)出反射、折射或全反射的光路圖，必要時(shí)還可應(yīng)用光路的可逆原理畫(huà)出光路圖，然后結(jié)合幾何學(xué)問(wèn)推斷和求解相關(guān)問(wèn)題．例4(多選)一束光在光導(dǎo)纖維中傳播的示意圖如圖所示，光導(dǎo)纖維對(duì)該束光的折射率為n，光導(dǎo)纖維的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，圖中該束光剛好在光導(dǎo)纖維與空氣的交界面處發(fā)生全反射．已知空氣對(duì)該束光的折射率為1，光在真空中傳播的速度為c，下列說(shuō)法正確的是()A．光導(dǎo)纖維對(duì)該束光的折射率n＞1B．光導(dǎo)纖維對(duì)該束光的折射率n＜1C．該束光在光導(dǎo)纖維中傳播的時(shí)間為eq\f(n2L,c)D．該束光在光導(dǎo)纖維中傳播的時(shí)間為eq\f(L,nc)聽(tīng)課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________例5如圖甲所示，在安靜的水面下深h處有一個(gè)點(diǎn)光源s，它發(fā)出的a、b兩種不同顏色的光，在水面上形成了一個(gè)有光線射出的圓形區(qū)域，該區(qū)域的中間為由a、b兩種單色光所構(gòu)成的圓形復(fù)色光區(qū)域，四周為環(huán)狀區(qū)域，且為a光的顏色(如圖乙)．設(shè)b光的折射率為nb，則下列說(shuō)法正確的是()A．在水中，a光的波長(zhǎng)比b光小B．水對(duì)a光的折射率比b光大C．在水中，a光的傳播速度比b光小D．復(fù)色光圓形區(qū)域的面積為S＝eq\f(πh2,nb2－1)聽(tīng)課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________考點(diǎn)三光的折射和全反射的綜合應(yīng)用例6(2024·河北卷·16(2))如圖，一個(gè)半徑為R的玻璃球，O點(diǎn)為球心．球面內(nèi)側(cè)單色點(diǎn)光源S發(fā)出的一束光在A點(diǎn)射出，出射光線AB與球直徑SC平行，θ＝30°.光在真空中的傳播速度為c.求：(1)玻璃的折射率；(2)從S發(fā)出的光線經(jīng)多次全反射回到S點(diǎn)的最短時(shí)間．________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例7(2024·全國(guó)甲卷·34(2))如圖，邊長(zhǎng)為a的正方形ABCD為一棱鏡的橫截面，M為AB邊的中點(diǎn)．在截面所在的平面，一光線自M點(diǎn)射入棱鏡，入射角為60°，經(jīng)折射后在BC邊的N點(diǎn)恰好發(fā)生全反射，反射光線從CD邊的P點(diǎn)射出棱鏡，求棱鏡的折射率以及P、C兩點(diǎn)之間的距離．_____________________________________________________________________________________________________