2021版一轮复习名师导学物理文档：第14章　第3节　光的折射　全反射 WORD版含解析.docx

1、第3节光的折射全反射考点一光的折射对应学生用书p2531光的折射现象：光射到两种介质的分界面上时，一部分光会进入另一种介质，光的_传播方向发生改变_的现象叫做光的折射2光的折射定律：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_3在折射现象中，光路是_可逆_的4折射率：光从_真空_射入某种介质发生折射时，入射角1的正弦与折射角2的正弦之比，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率表示为n.研究表明，介质的折射率等于光在真空中的传播速度c与光在该介质中的传播速度v之比，即n.任何介质的折射率都_大于1_两种介质相比较，折射率较大的介

2、质叫做_光密_介质，折射率较小的介质叫做_光疏_介质5视深问题：视深公式hh：介质中的实际深度；h：从空气中垂直界面往介质中看到的深度【理解巩固1】(多选)如图所示，为观察门外情况，居家防盗门一般都会在门上开一小圆孔假定门的厚度为a8 cm，孔的直径为d6 cm，孔内安装一块折射率n的玻璃，厚度与门的厚度相同，已知sin 370.6，cos 370.8.则()A如未装玻璃，室内的人通过小孔能看到外界的角度范围为106B装入玻璃后，室内的人通过玻璃能看到外界的角度范围大于106C装入玻璃的折射率越大，室内的人通过玻璃能看到外界的角度范围就越小D若要将视野扩大到180，需嵌入折射率大于或等于的玻璃

3、解析 因tan ，则37，如未装玻璃，室内的人通过小孔能看到外界的角度范围为74，选项A错误；装入玻璃后，根据折射定律：n，sin ，则53，则室内的人通过玻璃能看到外界的角度范围大于106，选项B正确；装入玻璃的折射率越大，则折射角越大，则室内的人通过玻璃能看到外界的角度范围就越大，选项C错误；若要将视野扩大到180，则90，则n，则需嵌入折射率大于或等于的玻璃，选项D正确答案 BD【理解巩固2】如图所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，MN为直径，OA与OM的夹角为30，一细束光线沿与OA成60角的方向从A点射入玻璃体，入射光线与OA在同一平面内，该光线经折射后从玻璃球体射出，已知玻璃的折

4、射率n，光在真空中的传播速度为c，求：(1)该光线最先从玻璃球体射出的方向相对于初始入射方向的偏转角；(2)该光线从入射到第一次回到A点所需的时间解析 (1)光路图如图所示根据折射定律有i2r130则光线偏转的角度60r1r2i2，解得：60(2)根据几何关系可得，该光线从入射到第一次回到A点通过的路程为：s3R光在玻璃球体内的传播速度为：v光在玻璃球体内经历的时间：t解得：t对应学生用书p254例1一不透明的圆柱形容器内装满折射率n的透明液体，容器底部正中央O点处有一点光源S，容器高为2 dm，底面半径为(1) dm，若有一平面镜MN与底面成45角放置，OM1 dm，在容器中央正上方1 dm

5、处水平放置一足够长的刻度尺，如图所示，求光源S发出的光线经平面镜反射后，刻度尺上被照亮的长度(不考虑容器侧壁和液面的反射)解析 设容器高为h，作图找出发光点S在平面镜中的像点S，光线OM的入射角为45，根据反射定律可知反射角等于45，则反射光线沿竖直方向，连接SM延长交直尺于H点连接SP，根据对称性得SMOM1 dm则在RtPRS中，RS dm，PRhSM3 dm，由几何知识得r30根据折射定律可得：n解得：sin i，i45故刻度尺上被照亮的长度QH1 dm dm(1) dm.,光的折射问题，解题的关键在于正确画出光路图、找出几何关系解题的一般步骤如下：(1)根据题意正确画出光路图；(2)根

6、据几何知识正确找出角度关系；(3)依光的折射定律和几何知识列式求解)例2现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的，反光膜内均匀分布着一层直径为10 m的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射反射折射后恰好和入射光线平行，如图所示，那么第一次入射的入射角应是()A15 B30 C45 D60解析 作光路图如图所示，设入射角为，折射角为，则2，n，解得30，60，D正确答案 D考点二光的全反射对应学生用书p2541光照射到两种介质界面上时，光线全部被反射回原介质的现象称为全

7、反射现象2发生全反射的条件：(1)光线从_光密_介质斜射向_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时的入射角设光线从_某种介质_射向_真空或空气_时的临界角为C，则sin C_4全反射的应用【理解巩固3】(多选)如图所示，直角三棱镜ABC的折射率n，A60，D是BC边上中点现让四条同种单色光线a、b、c、d按图示方向射在BC面上，其中光线b是垂直BC边，关于光线第一次射出三棱镜的说法正确的是()A光线a垂直AC边射出B光线b垂直AB边射出C光线c垂直BC边射出D光线d垂直AB边射出解析 该三棱镜内光线发生全反射的临界角满足sin C，可画出a、b、c、d四条光线的光

8、路图线图如图所示，可知AD正确答案 AD对应学生用书p254例3(多选)如图所示为一玻璃工件的截面图，上半部ABC为等腰直角三角形，A90，下半部是半径为R的半圆，O是圆心，P、Q是半圆弧BDC上的两个点，AD和BC垂直相交于O点现有一束平行于AD方向的平行光射到AB面上，从A点射入玻璃的光射到P点，已知圆弧BQ与QD的长度相等，圆弧CP长度是DP长度的2倍，光在真空中传播的速度为c，若只考虑光从AB界面一次折射到圆弧界面，则()A此玻璃工件的折射率为B射到Q点的光一定发生全反射C光能从圆弧界面射出的圆弧长度为D射到圆弧界面的最长时间为解析 如图所示，过A点做AB面的法线，连接AP，连接OP，

9、设从A点射入玻璃的光的入射角为i，折射角为r，则i45，设OP与OD夹角为1，由于圆弧CP长度是DP的2倍，则130，设AP与AD夹角为2，由于ABC为等腰直角三角形，则OAOPR，所以AOP是等腰三角形，2115，rOAC230，由折射定律有n，解得n，故A正确；设玻璃的临界角为C，sin C，解得C45，作出射到圆弧上Q点光线FQ，连接OQ，设FQ与BC的夹角为3，FQ与OQ的夹角4，因为圆弧BQ与QD的长度相等，所以BOQ45，因为所有入射光平行，所以所有折射光线平行，则390275，41803BOQ60，由于4C，所以射到Q点的光一定发生全反射故B正确；由上可知对应的圆心角是60，可得

10、圆能从圆弧界面射出的圆弧长度为.故C正确；当光线沿AP射出时，所用时间最长，根据几何关系可得：s2Rcos 15，速度为v，传播的时间为t，故D错误答案 ABC例4如图所示为一边长为L的立方体透明物质，在EFGH面的正中心有一点光源，可向各个方向射出单色光，结果从左向右看，看到在ABCD面上有一个亮斑，亮斑的面积为L2，求：(1)这种透明物质对此单色光的折射率；(2)从上向下看，在ABFE面上看到的亮斑的面积大小解析 (1)由于光的折射和全反射，ABCD面上的一个亮斑是一个圆，设半径为R，则R2L2解得RL由几何关系可知，全反射的临界角C满足sin C，sin C解得n(2)从上往下看，在ABEF面上看到的亮斑是半个圆，根据比例关系可知，此半圆的半径rL亮斑的面积为Sr2,解决全反射问题的一般方法(1)确定光是从光密介质进入光疏介质；(2)应用sin C确定临界角；(3)根据题设条件，判定光在传播时是否发生全反射；(4)如发生全反射，画出入射角等于临界角时的临界光路图；(5)运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进行分析、判断、运算，解决问题)