《2.021年高考物理一遍过：考点67 光的折射和全反射（教师版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2.021年高考物理一遍过：考点67 光的折射和全反射（教师版）（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高考一轮复习考点一遍过 精品资源战胜高考 高考一轮高考一轮考点一遍过考点一遍过 分项解析分项解析逐一击破逐一击破 高考一轮复习考点一遍过 精品资源战胜高考 光的折射和全反射光的折射和全反射 考点解读 1折射现象折射现象 光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向改变的现象。 2折射定律折射定律 （1）内容：如图所示，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 2 1 sin sin （3）在光的折射现象中，光路是可逆的。 3折射率折射率 （1）折射率是一个反映介质的光学性质的物理量。 （2）定义式：。
2、2 1 sin sin n （3）计算公式：，因为 v2 的能级跃迁到 n=2 的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定 A对应的前后能级之差最小 B同一介质对的折射率最大 C同一介质中的传播速度最大 D用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能 22（2017北京卷）如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为 a、b 两束单色光。如果光束 b 是蓝 光，则光束 a 可能是 A红光 B黄光 C绿光 D紫光 23（2017天津卷）明代学者方以智在阳燧倒影中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有 一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示，一束复色光通过三棱镜后分
3、解 成两束单色光 a、b，下列说法正确的是 高考一轮复习考点一遍过 精品资源战胜高考 A若增大入射角 i，则 b 光先消失 B在该三棱镜中 a 光波长小于 b 光 Ca 光能发生偏振现象，b 光不能发生 D若 a、b 光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则 a 光的遏止电压低 24（2018新课标全国 I 卷）如图，ABC 为一玻璃三棱镜的横截面，A=30，一束红光垂直 AB 边射入 ，从 AC 边上的 D 点射出，其折射角为 60，则玻璃对红光的折射率为_。若改用蓝光沿同一路径 入射，则光线在 D 点射出时的折射射角_（“小于”“等于”或“大于”）60。 25（2018新课标全国 III
4、卷）如图，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“”(图中 O 点)，然 后用横截面为等边三角形 ABC 的三棱镜压在这个标记上，小标记位于 AC 边上。D 位于 AB 边上，过 D 点做 AC 边的垂线交 AC 于 F。该同学在 D 点正上方向下顺着直线 DF 的方向观察。恰好可以看到 小标记的像；过 O 点做 AB 边的垂线交直线 DF 于 E；DE=2 cm，EF=1 cm。求三棱镜的折射率。(不 考虑光线在三棱镜中的反射) 26（2018新课标全国 II 卷）如图，是一直角三棱镜的横截面，一细光束 = 90 = 60 从 BC 边的 D 点折射后，射到 AC 边的 E 点，发生全反
5、射后经 AB 边的 F 点射出。EG 垂直于 AC 交 B 高考一轮复习考点一遍过 精品资源战胜高考 C 于 G，D 恰好是 CG 的中点。不计多次反射。 （1）求出射光相对于 D 点的入射光的偏角； （2）为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？ 答案精析答案精析 1A【解析】如图所示 因 E 点为 OA 的中点，所以入射角 30 83 临界角 C180237 OB 面恰好发生全反射，则 1 sinC n 解得 5 3 n 高考一轮复习考点一遍过 精品资源战胜高考 故 BCD 错误。 故选 A。 2A【解析】太阳光进入雨滴时，b 光的折射角较小，而两光的入射角相等，根据折射率公式知，
6、sin sin i n r a 光的折射率较大，频率较高，波长较短。 Aa 光的折射率较大，公式分析得知，在同种玻璃中传播时，a 光的传播速度一定小于 b 光，故 c v n A 正确； Bb 光的折射率较小，以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b 光的折射角较大，所以 b 光 侧移量小。故 B 错误； C因为 a 光频率较大，在介质中传播时频率不变，则在同一介质中传播时两种光的频率不相同，故 C 错误； Db 光的折射率较小，则临界角大，不容易发生全反射，所以以相同的入射角从水中射入空气，在空 气中只能看到一种光时，一定是 b 光。故 D 错误。 故选 A。 3AC【解析】AB光线 a
7、 的偏折程度大，根据折射定律可知，光线 a 的折射率大。根据公式 sin sin i n r 可知，光线 a 在玻璃中的传播速度小，故 A 正确，B 错误； c v n C若改变光束的入射方向使 角逐渐变大，则折射光线 a 的折射角先达到 90，故先发生全反射，先 消失，故 C 正确； D光线 a 频率较大，则在真空中的波长较短，根据双缝干涉条纹间距公式，分别用 a、b 光 L x d A 在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a 光的干涉条纹间距小于 b 光的干涉条纹间距，故 D 错误； 故选 AC。 4AD【解析】A据题意，通过平行玻璃砖的光，出射光线与入射光线平行，故选项 A 正确； B单色
8、光 a 偏折程度较大，则 a 光的折射率较大，据 v可知，在介质中 a 光的传播速度较小，故 c n 高考一轮复习考点一遍过 精品资源战胜高考 选项 B 错误； C据 sinC可知，a 光发生全反射的临界角较小，故选项 C 错误； 1 n Da 光折射率较大，a 光的波长较小，又据 x 可知，a 光进行双缝干涉实验时条纹间距较小， L d 故选项 D 正确。 5 （1）；（2） 0.2m 9 1. 110 s 【解析】 （1）根据折射定律有，其中入射角为 sin sin i n r 903753i 解得折射角为 37r 光恰好照射到整个底部，根据几何关系可知，容器侧面与水平方向的夹角为，则 5
9、3 tan53 h x 解得 0.15mx 容器底部宽度； 0 20.2mddx （2）根据几何关系可知，光从水面射到底部通过的距离等于侧面的长度 ，则有 l l t v 其中 cos37 h l 且光在水里的传播速度为 c v n 联立解得 9 1.1 10 st 6(1) ；(2) 3 R c 【解析】 （1）光从光源 S 射出经半球体到达水平桌面的光路如图 高考一轮复习考点一遍过 精品资源战胜高考 光由空气射向半球体，由折射定律，有 sin sin n 在中，得 OCD 3 sin 2 COD 60COD 光由半球体射向空气，由折射定律，有 sin sin n 故 由几何知识得，故 60
10、30 sin 3 sin n （2）光在半球体中传播的速度为 3 3 c vc n 且 2cos R AC 则光在半球体中传播的时间 ACR t cc 7 （1）；（2） 2n 4R t c 【解析】 （1）光路图如图甲所示 高考一轮复习考点一遍过 精品资源战胜高考 设在 M 点的折射角为 ，在 N 点的入射角为 ，则由正弦定理得 sinsin(90) ONR 由几何关系可知 +=45 代入数据解得 =30 根据折射定律有 sin45 2 sin30 n （2）将玻璃砖转过 180后，光路图如图乙所示 在圆弧上发生两次全反射，则光线在玻璃砖内传播的路程为 4 sin452 2sRR 又， c
11、n v s t v 联立解得 4R t c 高考一轮复习考点一遍过 精品资源战胜高考 8 3 【解析】过 D 点作 AB 边的发现，连接 OD，则为 O 点发出的光纤在 D 点的入射角； NN ODN 设该光线在 D 点的折射角为 ，如图所示。根据折射定律有 sin=sinn 式中 n 为三棱镜的折射率 由几何关系可知 =60 30EOF 在中有 OEF sinEFOEEOF 由式和题给条件得 2cmOE 根据题给条件可知，为等腰三角形，有 OEDA 30 由式得 高考一轮复习考点一遍过 精品资源战胜高考 3n 9 （1）光线无法从 CD 边射出；（2） 2 2l c 【解析】(i)光在棱镜中
12、传播光路如图所示 由折射定律 sin45 sin n r 解得 30r 而 1 sinC n 解得 45C 光线到达 CD 边时，故光线无法从 CD 边射出 75C (ii)光线在棱镜内传播 c n v 由正弦定理 = sin45sin120 APCP 解得 6 3 APCP 由对称性可知，光在棱镜内部传播的路程 6 3 sCD 高考一轮复习考点一遍过 精品资源战胜高考 而 s t v 所以 2 2l t c 点睛：本题关键是画出光路图，找出入射角和折射角，掌握折射定律公式和全反射定律 sinC= sin sin i n r 1 n 10 （1）45（或 135） ；（2）90 【解析】 （1
13、）光线从进入光学元件到出来的光路如图所示 由折射率的定义得 sin sin n 解得 30 由几何关系可知 21 60O OC 即 O1O2AB，要使光线恰好不从 BC 面射出，满足 1 sin n 解得=45 由几何关系可得 12 45OO C 所以，BC 面与水平方向的夹角是 45（或 135） 高考一轮复习考点一遍过 精品资源战胜高考 （2）光线射到 BC 面时发生全反射，所以 45 故出射光线垂直于 AB 面，即从光学元件射出的光线与 AB 的夹角是 90。 11 （1）见解析；（2）1.73 【解析】 （1）光路图如图所示 （2）设射入 B 点光线的入射角为，折射角为，则 1 2 1
14、 3 sin 2 1 60 由几何知识知 12 2 2 30 由折射定律有 1 2 sin sin n 解得 31.73n 高考一轮复习考点一遍过 精品资源战胜高考 12(1)；(2) 30 (33) 3 R c 【解析】(1)由折射定律有 sin sin n r 可得 30r 光在圆弧面上 E 点刚好发生全反射，如图 则 13 sin 2 C n 临界角 60C 由几何关系可知r C 因此 30r (2)由几何关系可知 1 O ER 光在 E 点的反射光线 EF 平行于 AB，则 ( 31) sin60sin30 2 R EFRR 光在材料中的传播速度 3 2 cc v n 高考一轮复习考点
15、一遍过 精品资源战胜高考 则光在材料中的传播时间 1 (33) 3 O EEFR t vc 13(1)；(2) 2n 0.732mx 【解析】(1)设到达池边的光线入射角为 i，折射角为，由题意得：，由折射定律得 45i 90 sinsinni 解得 2n (2)设救生员的眼睛接受的光线与竖直方向的夹角为，该光线在水面的入射角为。依题意得 i 45 由折射定律有 sinsinni 解得 30i 设此时救生员的眼睛到池边的水平距离为 x，池底点光源 A 到水面入射点的水平距离为 a，由几何关系 得 (3)2 tanax tanhia 解得， 3ma 0.732mx 14 （1）；（2）sin= 3 i 32 2 高考一轮复习考点一遍过 精品资源战胜高考 【解析】 （1）光路图及相关量如图所示光束在 AB 边上折射，由折射定律得 sin sin i n 式中 n 是棱镜的折射率由几何关系可知 +=60 由几何关系和反射定律得 =30B 联立式，并代入 i=60得 3n （2）设改变后的入射角为，折射角为，由折射定律得 i sin sin i n 依题意，光束在 BC 边上的入射角为全反射的临界角，且 c c sin 1 n 由几何关系得 c 30 由式得入射角的正弦为 高考一轮复习考点一遍过 精品资源战胜高考 sin= i 32 2
