高三物理复习第十三章光学1光的折射全反射省公开课一等奖新课获奖课件

1/362/363/364/36基础自主梳理5/36基础自主梳理6/36基础自主梳理7/36基础自主梳理8/36关键点研析突破9/36关键点研析突破10/36关键点研析突破例1(·安徽卷)如图所表示，一束单色光从空气入射到棱镜AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气．当出射角i′和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转角度为θ.已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光折射率表示式为()11/36关键点研析突破解析：设光线在AB面上折射角为r，由几何关系有θ＝2(i－r)，α＝2r，从而求出i＝由折射定律n=.只有选项A正确．答案：A感悟提升：几何光学关键是找清楚光传输路径．折射率计算是最为常见展现形式．注意光路是可逆12/36关键点研析突破1．(·重庆卷)虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成，可用白光照射玻璃球来说明．两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图所表示．M、N、P、Q点颜色分别为()A．紫、红、红、紫B．红、紫、红、紫C．红、紫、紫、红D．紫、红、紫、红13/36解析：在同一介质中，红光折射率小于紫光折射率，以相同入射角θ1从空气射入水中，由n＝知紫光折射角θ2较小，所以射到M、Q两点为紫光，射到N、P两点为红光，故A项正确．答案：A14/362、如图，三棱镜横截面为直角三角形ABC，∠A＝30°，AC平行于光屏MN，与光屏距离为L，棱镜对红光折射率为n1，对紫光折射率为n2.一束很细白光由棱镜侧面AB垂直射入，直接抵达AC面并射出．画出光路示意图，并标出红光和紫光射在光屏上位置，求红光和紫光在光屏上位置之间距离.15/36解析：光路如图所表示，红光和紫光在AC面上入射角相同，设为i，折射角分别为r1和r2，它们射到屏上位置离O点距离分别为d1和d2.由折射定律得：n1sini＝sinr1，①n2sini＝sinr2.②由几何关系得：i＝∠A，③d1＝Ltanr1，④d2＝Ltanr2.⑤联立①②③④⑤式并利用题给条件得，红光和紫光在光屏上位置之间距离为：d2－d1＝答案：光路图看法析

16/36关键点研析突破3．(·成城市第二次诊疗性测试)如图所表示，一透明球体置于空气中，球半径R＝10cm，折射率n＝，MN是一条经过球心直线，单色细光束AB平行于MN射向球体，B为人射点，AB与MN间距为5cm，CD为出射光线．(1)补全光路图并求出光从B点传到C点时间；(2)求CD与MN所成角α.17/36解析：(1)连接BC，如图所表示．在B点光线入射角、折射角分别标为i、r，sinr＝5/10＝/2，所以i＝45°.由折射定律：在B点有：n＝，sinr＝1/2，故r＝30°，BC＝2Rcosr，代入数据解得t＝8.2×10－10

s(2)由几何关系可知∠COP＝15°，∠OCP＝135°，α＝30°答案：(1)看法析(2)30°18/36关键点研析突破19/36关键点研析突破20/36关键点研析突破例2(·黄冈市期中调研)如图所表示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)示意图，玻璃丝长为L，折射率为n，AB代表端面．已知光在真空中传输速度为c.(ⅰ)为使光线能从玻璃丝AB端面传输到另一端面，求光线在端面AB上入射角应满足条件；(ⅱ)求光线从玻璃丝AB端面传输到另一端面所需最长时间．

21/36关键点研析突破解析：(ⅰ)设光线在端面AB上C点(如图)入射角为i，折射角为r，由折射定律有sini＝nsinr①设该光线射向玻璃丝内壁D点入射角为α，为了使该光线可在此光导纤维中传输，应有α≥θ②式中，θ是光线在玻璃丝内发生全反射时临界角，它满足nsin

θ＝1③由几何关系得α＋r＝90°④由①②③④式得sini≤⑤22/36关键点研析突破(ⅱ)光在玻璃丝中传输速度大小为v＝c/n⑥光速在玻璃丝轴线方向分量为vz＝vsin

α⑦光线从玻璃丝端面AB传输到其另一端面所需时间为T＝L/vz⑧光线在玻璃丝中传输，在刚好发生全反射时，光线从端面AB传输到其另一端面所需时间最长，由②③⑥⑦⑧式得Tmax＝⑨答案：(ⅰ)sini≤(ⅱ)感悟提升：全反射本质是光折射一个特例．计算全反射问题一定要注意“恰好”“刚好”“最少”等临界词语．光路图依然是处理问题关键所在．23/36关键点研析突破24/36关键点研析突破25/36关键点研析突破5．(·泰安市教学质量抽样测试)如图所表示，一段横截面为正方形玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由MN端面中点垂直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射，然后垂直PQ端面射出．①求该玻璃棒折射率．②若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面EF上时________(填“能”“不能”或“无法确定能否”)发生全反射．26/36解析：如图所表示单色光照射到EF弧面上时刚好发生全反射，由全反射条件得C＝45°①由折射定律得②联立①②式得n＝答案：①②能27/36速效提升训练28/36速效提升训练29/36速效提升训练2．(·四川卷)直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球光路如图．a、b光相比()A．玻璃对a光折射率较大B．玻璃对a光临界角较小C．b光在玻璃中传输速度较小D．b光在玻璃中传输时间较短解析：由题图可知na<nb，故A项错误；由sinC＝1/n知Ca>Cb，故B项错误；由n＝c/v知va>vb，故C项正确；a光在玻璃中传输距离比b光小，由t＝s/v知ta<tb，D项错误．答案：C30/36速效提升训练3．如图所表示，半圆形玻璃砖置于光屏PQ左下方．一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在白光屏上展现七色光带．若入射点由A向B迟缓移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失．在光带未完全消失之前，反射光强度改变以及光屏上最先消失光分别是()A．减弱，紫光B．减弱，红光C．增强，紫光D．增强，红光31/36解析：光线从光密介质射到光疏介质，入射角增大则反射光强度增强；因紫色光折射率最大，发生全反射临界角最小，故紫光最先发生全反射，在光屏上最先消失，故选C.答案：C32/364．(·重庆卷)打磨某剖面如图所表示宝石时，必须将OP、OQ边与轴线夹角θ切磨在θ1<θ<θ2范围内，才能使从MN边垂直入射光线，在OP边和OQ边都发生全反射(仅考虑如图所表示光线第一次射到OP边并反射到OQ边后射向MN边情况)，则以下判断正确是()A．若θ>θ2，光线一定在OP边发生全反射B．若θ>θ2，光线会从OQ边射出C．若θ<θ1，光线会从OP边射出D．若θ<θ1，光线会在OP边发生全反射33/36解析：作出θ1<θ<θ2时光路如图所表示．由图中几何关系有i1＝90°－θ，2θ＋90°－i1＋90°－i2＝180°，即i1＋i2＝2θ.则有i2＝3θ－90°.可见θ越大时i2越大、i1越小．要使光线在OP上发生全反射，应有i1≥C，即θ≤90°－C；要使光线在OQ上发生全反射，应有i2≥C，即θ≥30°＋C/3.可见在OP边和OQ边都