2022年高考物理大一轮总复习(江苏专版-)题库-第十二章-机械振动-机械波-光-第3课时.docx
《2022年高考物理大一轮总复习(江苏专版-)题库-第十二章-机械振动-机械波-光-第3课时.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年高考物理大一轮总复习(江苏专版-)题库-第十二章-机械振动-机械波-光-第3课时.docx(10页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第3课时光的折射全反射考点一折射定律的理解与应用1折射定律图1(1)内容:如图1所示,折射光线与入射光线、法线处在同一平面内,折射光线与入射光线分别位于法线的两侧;入射角的正弦与折射角的正弦成正比(2)表达式:n.(3)在光的折射现象中,光路是可逆的2折射率(1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量(2)定义式:n.(3)计算公式:n,由于vc,所以任何介质的折射率都大于1.(4)当光从真空(或空气)射入某种介质时,入射角大于折射角;当光由介质射入真空(或空气)时,入射角小于折射角3折射率的理解(1)折射率由介质本身性质打算,与入射角的大小无关(2)折射率与介质的密度没有关系,光密介质不是指
2、密度大的介质(3)同一种介质中,频率越大的色光折射率越大,传播速度越小(4)公式n中,不论是光从真空射入介质,还是从介质射入真空,1总是真空中的光线与法线间的夹角,2总是介质中的光线与法线间的夹角例1一半圆柱形透亮物体横截面如图2所示,底面AOB镀银,O表示半圆截面的圆心一束光线在横截面内从M点入射,经过AB面反射后从N点射出已知光线在M点的入射角为30,MOA60,NOB30.求:图2(1)光线在M点的折射角;(2)透亮物体的折射率解析(1)如图所示,透亮物体内部的光路为折线MPN,Q、M点相对于底面EF对称,Q、P和N三点共线设在M点处,光的入射角为i,折射角为r,OMQ,PNF.依据题意
3、有30由几何关系得,PNOPQOr,于是r60且r由式得r15(2)依据折射率公式有sin insin r由式得n答案(1)15(2)变式题组1折射率的计算如图3所示,一贮液池高为H,某人手持手电筒向池中照射时,光斑落在左边池壁上a处,已知a与池底相距h,现保持手电筒照射方向不变,当池中注满液体后光斑恰好落在出液口处,此时液面上的光斑与左边池壁相距L.问:图3(1)液体的折射率;(2)若光在空气中的速度为c,则光在液体中的速度为多大?答案(1) (2) c解析(1)由题图可知sin isin r由折射定律可知n (2)由n得v c2折射率的计算如图4所示,在坐标系的第一象限内有一横截面为四分之
4、一圆周的柱状玻璃体OPQ,OPOQR,一束单色光垂直OP面射入玻璃体,在OP面上的入射点为A,OA,此单色光通过玻璃体后沿BD方向射出,且与x轴交于D点,ODR,求该玻璃的折射率图4答案解析作光路图如图所示在PQ面上的入射角sin 1,130由几何关系可得260折射率n考点二全反射现象的理解与应用1定义:光从光密介质射入光疏介质,当入射角增大到某一角度时,折射光线将消逝,只剩下反射光线的现象2条件:(1)光从光密介质射入光疏介质(2)入射角大于或等于临界角3临界角:折射角等于90时的入射角,若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时,发生全反射的临界角为C,则sin C.介质的折射率越大,发
5、生全反射的临界角越小例2如图5所示为一巨大的玻璃容器,容器底部有确定的厚度,容器中装确定量的水,在容器底部有一单色点光源,已知水对该光的折射率为,玻璃对该光的折射率为1.5,容器底部玻璃的厚度为d,水的深度也为d.求:图5(1)这种光在玻璃和水中传播的速度;(2)水面形成的光斑的面积(仅考虑直接由点光源发出的光线)答案(1)cc(2)()2d2解析(1)由v得光在水中的速度为vc,光在玻璃中的速度为vc(2)设水对该光的折射率为n1,玻璃对该光的折射率为n2.如图所示:光恰好在水和空气的分界面发生全反射时sin C,在玻璃与水的分界面上,由得sin ,则光斑的半径r()d面积S()2d2变式题
6、组3利用全反射求折射率 为测量一块等腰直角三棱镜ABD的折射率,用一束激光沿平行于BD边的方向射向直角边AB边,如图6所示激光束进入棱镜后射到另始终角边AD边时,刚好能发生全反射该棱镜的折射率为多少?图6答案解析作出法线如图所示n,n,Cr90即解得tan C,sin C,n.4. 全反射现象的应用如图7所示,光屏PQ的上方有一半圆形玻璃砖,其直径AB与水平面成30角图7(1)若让一束单色光沿半径方向竖直向下射向圆心O,由AB面折射后射出,当光点落在光屏上时,绕O点逆时针旋转调整入射光与竖直方向的夹角,该角多大时,光在光屏PQ上的落点距O点最远?(已知玻璃砖对该光的折射率为n)(2)若让一束白
7、光沿半径方向竖直向下射向圆心O,经玻璃砖后射到光屏上形成完整彩色光带,则光带的最右侧是什么颜色的光?若使光线绕圆心O逆时针转动,什么颜色的光最先消逝?解析(1)如图所示,在O点刚好发生全反射时,光在光屏PQ上的落点距O点最远sin C解得C45入射光与竖直方向的夹角为C3015(2)由于介质中紫光的折射率最大,所以位于光带的最右侧若使光线绕圆心O逆时针转动,入射角增大,由于紫光的临界角最小,所以紫光最先消逝答案(1)15(2)紫光紫光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:一是光必需从光密介质射入光疏介质,二是入射角大于或等于临界角利用好光路图中的临界光线,精确地
8、推断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键,且在作光路图时尽量与实际相符,这样更有利于问题的分析考点三光路把握问题分析平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的把握: 类别项目 平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)结构玻璃砖上下表面是平行的横截面为三角形横截面是圆对光线的作用通过平行玻璃砖的光线不转变传播方向,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定玻璃的折射率全反射棱镜,转变光的传播方向转变光的传播方向特殊提示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例3“B超”可用于探测人
9、体内脏的病变状况如图8是超声波从肝脏表面入射,经折射与反射,最终从肝脏表面射出的示意图超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似,可表述为(式中1是入射角,2是折射角,v1、v2分别是超声波在肝外和肝内的传播速度),超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同已知v20.9v1,入射点与出射点之间的距离是d,入射角是i,肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行,则肿瘤离肝脏表面的深度h为()图8A. B.C. D.解析如图所示,依据光的折射定律有由几何关系知sin 以上两式联立可解得h,故选项D正确答案D拓展题组5. 三棱镜对光路的把握(2021新课标34(2)如图9,三棱镜的横截
10、面为直角三角形ABC,A30,B60.一束平行于AC边的光线自AB边的P点射入三棱镜,在AC边发生反射后从BC边的M点射出,若光线在P点的入射角和在M点的折射角相等图9求三棱镜的折射率;在三棱镜的AC边是否有光线透出?写出分析过程(不考虑多次反射)答案见解析解析光路图如图所示,图中N点为光线在AC边发生反射的入射点设光线在P点的入射角为i、折射角为r,在M点的入射角为r、折射角依题意也为i,由几何关系知i60由折射定律有sin insin rnsin rsin i由式得rrOO为过M点的法线,C为直角,OOAC,由几何关系有MNCr由反射定律可知PNAMNC联立式得PNAr由几何关系得r30联
11、立式得n设在N点的入射角为i,由几何关系得i60此三棱镜的全反射临界角满足nsin C1由式得iC此光线在N点发生全反射,三棱镜的AC边没有光线透出6. 球对光路的把握雨过天晴,人们常看到天空中毁灭彩虹,它是由阳光照射到空中布满的水珠上时毁灭的现象在说明这种现象时,需要分析光线射入水珠后的光路,一细束光线射入水珠,水珠可视为一个半径为R10 mm的球,球心O到入射光线的垂直距离为d8 mm,水的折射率为n.图10(1)在图10中画出该束光线射入水珠后,第一次从水珠中射出的光路图;(2)求这束光线从射向水珠到第一次射出水珠,光线偏转的角度答案(1)见解析图(2)32解析(1)如图所示(2)由几何
12、关系知sin 10.8,153由折射定律sin 1nsin 2得sin 20.6,237则光线偏转的角度2(12)32考点四平行玻璃砖模型的分析例4如图11所示,两块相同的玻璃等腰三棱镜ABC置于空气中,两者的AC面相互平行放置,由红光和蓝光组成的细光束平行于BC面从P点射入,通过两棱镜后,变为从a、b两点射出的单色光,对于这两束单色光()图11A红光在玻璃中传播速度比蓝光大B从a点射出的为红光,从b点射出的为蓝光C从a、b两点射出的单色光不平行D从a、b两点射出的单色光仍平行,且平行于BC解析由玻璃对蓝光的折射率较大,可知A选项正确由偏折程度可知B选项正确对于C、D两选项,我们应首先明白,除
13、了题设给出的两个三棱镜外,二者之间又形成一个物理模型平行玻璃砖模型(不转变光的方向,只使光线发生侧移)中间平行部分只是使光发生了侧移略去侧移因素,整体来看,仍是一块平行玻璃砖,ABBA.所以出射光线仍平行作出光路图如图所示,可知光线Pc在P点的折射角与光线ea在a点的入射角相等,据光路可逆,则过a点的出射光线与过P点的入射光线平行因此,D选项正确答案ABD变式题组7平行玻璃砖模型的应用如图12所示为两块同样的玻璃直角三棱镜ABC,两者的AC面是平行放置的,在它们之间是均匀的未知透亮介质,一单色细光束O垂直于AB面入射,在图示的出射光线中,下列说法中正确的是()图12A1、2、3(彼此平行)中的
14、任一条都有可能B4、5、6(彼此平行)中的任一条都有可能C7、8、9(彼此平行)中的任一条都有可能D只能是4、6中的某一条答案B解析光线由左边三棱镜AB面射入棱镜,不转变方向;接着将穿过两三棱镜间的未知透亮介质进入右边的三棱镜,由于透亮介质的两表面是平行的,因此它的光学特性相当于一块两面平行的玻璃砖,能使光线发生平行侧移,但由于它两边的介质不是真空,而是折射率未知的玻璃,因此是否侧移以及侧移的方向无法确定(若未知介质的折射率n与玻璃折射率n玻相等,不侧移;若nn玻时,向上侧移;若nn玻时,向下侧移),但至少可以确定方向没变,照旧与棱镜的AB面垂直,因此光线由右边三棱镜AB面射出棱镜时,应为4、
15、5、6中的任意一条,B正确8平行玻璃砖模型的应用 频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃砖后,其光路如图13所示,下列说法正确的是()图13A单色光1的波长小于单色光2的波长B在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C单色光1垂直通过玻璃砖所需的时间小于单色光2垂直通过玻璃砖所需的时间D单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角答案AD解析由题图知单色光1在界面折射时的偏折程度大,则单色光1的折射率大,因此单色光1的频率大于单色光2的频率,那么单色光1的波长就小于单色光2的波长,A项对;由n知,折射率大的单色光1在玻璃中传播速度小,当
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2022 年高 物理 一轮 复习 江苏 专版 题库 第十二 机械振动 机械波 课时
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【丰****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【丰****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。
链接地址:https://www.zixin.com.cn/doc/3701385.html