2019年高考物理大一轮复习 第14章 选考部分 第3讲 光的折射 全反射学案 新人教版.doc

第三讲　光的折射　全反射 1．(人教版选修3—4P53第1题)(多选)光从介质a射向介质b，如果要在a、b介质的分界面上发生全反射，那么必须满足的条件是(　　) A．a是光密介质，b是光疏介质 B．光在介质a中的速度必须大于在介质b中的速度 C．光的入射角必须大于或等于临界角 D．必须是单色光 答案：AC 2．一束单色光经空气射入玻璃，这束光的(　　) A．速度变小，波长变短 B．速度不变，波长变短 C．频率增大，波长变长 D．频率不变，波长变长 答案：A 3．如图所示，MN是空气与某种液体的分界面，一束红光由空气射到分界面，一部分光被反射，一部分光进入液体中．当入射角是45°时，折射角为30°，则以下说法正确的是(　　) A．反射光线与折射光线的夹角为120° B．该液体对红光的折射率为 C．该液体对红光的全反射临界角为45° D．当紫光以同样的入射角从空气射到分界面时，折射角也是30° 答案：C 4．关于折射率，下列说法正确的是(　　) A．根据n＝可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比 B．根据n＝可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比 C．根据n＝可知，介质的折射率与光在该介质中的光速成反比 D．同一频率的光由真空进入某种介质时，折射率与光在介质中的波长成反比 答案：CD 5．如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路的是(　　) 答案：A 考点一 折射定律和折射率的理解和应用 1．折射率 (1)折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关． (2)折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质． (3)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关．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)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同． 2．光路的可逆性 在光的折射现象中，光路是可逆的．如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射． (2017·全国卷Ⅲ)如图，一半径为R的玻璃半球，O点是半球的球心，虚线OO′表示光轴(过球心O与半球底面垂直的直线)．已知玻璃的折射率为1．5．现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线)．求： (ⅰ)从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值； (ⅱ)距光轴的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离． 解析：(ⅰ)如图，从底面上A处射入的光线，在球面上发生折射时的入射角为i，当i等于全反射临界角ic时，对应入射光线到光轴的距离最大，设最大距离为l. i＝ic ① 设n是玻璃的折射率，由全反射临界角的定义有 nsin ic＝1 ② 由几何关系有 sin i＝ ③ 联立①②③式并利用题给条件，得 l＝R ④ (ⅱ)设与光轴相距的光线在球面B点发生折射时的入射角和折射角分别为i1和r1，由折射定律有 nsin i1＝sin r1 ⑤ 设折射光线与光轴的交点为C，在△OBC中，由正弦定理有 ＝ ⑥ 由几何关系有 ∠C＝r1－i1 ⑦ sin i1＝ ⑧ 联立⑤⑥⑦⑧式并结合题给条件得 OC＝R≈2.74 R ⑨ 答案：(ⅰ)R　(ⅱ)2.74R 解决光的折射问题的思路 (1)根据题意画出正确的光路图． (2)利用几何关系确定光路中的边、角关系，要注意入射角、折射角均以法线为标准． (3)利用折射定律、折射率公式求解． (4)注意：在折射现象中光路是可逆的． (2017·湖南郴州三模)如图，将半径为R的透明半球体放在水平桌面上方，O为球心，直径恰好水平，轴线OO′垂直于水平桌面，位于O点正上方某一高度处的点光源S发出一束与OO′夹角θ＝60°的单色光射向半球体上的A点，光线通过半球体后刚好垂直射向桌面上的B点，已知O′B＝R，光在真空中传播速度为c，不考虑半球体内光的反射，求： (1)透明半球体对该单色光的折射率n； (2)该单色光在半球体内传播的时间． 解析：(1)单色光从点光源S射出经半球体到达水平桌面的光路图如图所示．单色光由空气射向半球体，由折射定律有 n＝， 在△OCD中，sin ∠COD＝， 得γ＝∠COD＝60°， 单色光由半球体射向空气，由折射定律，有 n＝， 由γ＝θ得β＝α， 由几何知识得α＋β＝60°，故α＝β＝30°，n＝＝. (2)该单色光在半球体中传播的速度v＝＝c， 该单色光在半球体中传播的时间t＝， AC＝，OD＝Rcos 60°， 联立解得t＝. 答案：(1)　(2) 1．(2016·四川卷)某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n.如图甲所示，O是圆心，MN是法线，AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径．该同学测得多组入射角i和折射角r，做出si