高中物理人教版4第十三章光【区一等奖】

光的折射与全反射归纳小结武功县普集高中范裕子郭随弟光的折射与全反射问题是高考的重点与难点，也是每年高考的必考内容，是几何光学部分的主考方向。命题形式主要是基础知识，基本概念的考察与应用。如长方体玻璃砖、球形或半球形玻璃柱折射问题或在液体中的视深问题以及视野范围问题，对于全反射临界角问题，一般渗透在折射问题中，并结合棱镜考查，题型以选择题为主，也可以通过计算题形式进行考查。能够正确的解三角形是运算能力的要求。2023年高考中，这些问题都有涉及：例如全国卷1第20题，平面镜的反射成像，能够正确转化为三角形求解；全国卷2第20题，平行玻璃砖的折射综合；新课标卷第33题，物理—选修3-4，折射率的计算；北京卷第14题，折射率，频率基本概念。山东卷第37题，物理—选修3-4，全反射的应用；重庆卷第20题，四分之一圆形玻璃柱的折射与全反射问题；福建卷第19题(1)用“插针法”测定玻璃的折射率。1.（全国卷2）20.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板后，其光路如图所示，下列说法正确的是A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通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间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：由折射光路知，1光线的折射率大，频率大，波长小，在介质中的传播速度小，产生全反射的临界角小，AD对，B错。，在玻璃种传播的距离为，传播速度为，所以光的传播事件为，1光线的折射角小，所经历的时间长，C错误。2．如图所示为安全门上的观察孔，直径ab为4cm，门的厚度ac为3.464cm．为了扩大向外观察的范围，将孔中完全嵌入折射率为的玻璃．求（1）嵌入玻璃后向外观察视野的最大张角；（2）当视野扩大到180°时，嵌入玻璃的折射率．解析：（1）向外观察的张角最大时，在cd的中点e点观察，b为入射点，be为折射线，求出i即可。 由图知：， ， 即，最大张角。 （2）视野扩大到180°时，即入射角为90°，求出此时的r即可。，即。3.（重庆卷）20.如题20图所示，空气中在一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°、半径为R的扇形OAB，一束平行光平行于横截面，以45°入射角照射到OA上，OB不透光，若只考虑首次入射到圆弧上的光，则上有光透出部分的弧长为ABCD答案：B解析：根据折射定律，可得光进入玻璃后光线与竖直方向的夹角为30°。过O的光线垂直入射到AB界面上点C射出，C到B之间没有光线射出；越接近A的光线入射到AB界面上时的入射角越大，发生全反射的可能性越大，根据临界角公式得临界角为45°，如果AB界面上的临界点为D，此光线在AO界面上点E入射，在三角形ODE中可求得OD与水平方向的夹角为180°-（120°+45°）=15°，所以A到D之间没有光线射出。由此可得没有光线射出的圆弧对应圆心角为90°-（30°+15°）=45°，为。4.雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是由阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象。在说明这个现象时，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R的球，球心O到入射光线的垂直距离为d，水的折射率为n。 （1）在图中画出该束光线射入水珠内经一次反射后又从水珠中射出的光路图； （2）求这束光线从射向水珠到射出水珠每一次偏转的角度。 解析：（1）光路如图所示。 （2）设i、r分别表示入射光的入射角、折射角，由折射定律。 以、2、3表示每一次偏转的角度，如图所示，由反射定律、折射定律和几何关系可知。 由以上各式解得 。5.如图所示，有人在游泳池岸边“竖直”向下观察池水的深度，池水的视深为h，已知水的折射率为，那么池水的实际深度H=_____。 解析：由池底某点P发出的光线，在水中和空气中的光路如图所示。由于观察者在岸边“竖直”向下观看，所以光线在水面处的入射角都很小，根据数学知识可知 ①。 ② 根据折射定律有。 ③ 将①②两式代入③式得， 解得池水实际深度：6．大气中有一种叫“蒙气差”的光现象，以下关于这种光现象说法正确的是：A夜晚，我们看到南半天星星的位置，要比它实际的位置高一些。B夜晚，我们看到南半天星星的位置，要比它实际的位置低一些。C这种光线中的“蒙气差”效应，越接近地平线，越明显。D这种光线中的“蒙气差”效应，越接近地平线，越不明显。答案：AC解析：越接近地面，大气越稠密，折射率越大，因此，可以把地球表面上的大气看作由折射率不同的许多水平气层组成，星光从上一个气层进入下一个气层时，由于光的折射，要折向法线方向，结果，夜晚，我们看到南半天星星的位置，要比它实际的位置高一些。这种光线中的“蒙气差”效应，越接近地平线，越明显。7假设地球表面不存在大气层，那么我们看到日出时刻与有大气层存在的情况相比将（）A提前B拖后C不变D无法确定。答案B解析：地球表面有大气层，越靠近地面，空气折射率越大。当太阳还在地平线以下时，由于空气折射，太阳光将沿曲线射入眼睛，人们提前看到了日出。8.（北京卷）14．对于红、黄、绿、蓝四种单色光，下列表述正确的是Ａ．在相同介质中，绿光的折射率最大Ｂ．红光的频率最高Ｃ．在相同介质中，蓝光的波长最短Ｄ．黄光光子的