14.1光的折射　全反射（解析版）-2023年高考物理一轮复习提升核心素养

这是一份14.1光的折射　全反射（解析版）-2023年高考物理一轮复习提升核心素养，共21页。试卷主要包含了1光的折射　全反射，96 cm，30B．0等内容，欢迎下载使用。
14.1光的折射 全反射
一、光的折射定律 折射率
1．折射定律
(1)内容：如图1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．
图1
(2)表达式：eq \f(sin θ1,sin θ2)＝n.
(3)在光的折射现象中，光路是可逆的．
2．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：n＝eq \f(sin θ1,sin θ2).
(3)计算公式：n＝eq \f(c,v)，因为v n2），光在真空（空气）中的传播速度为C。求：
（ⅰ）的值；
（ⅱ）若光纤的长度为l，光以射入后在光纤中传播的时间。
【答案】（ⅰ）；（ⅱ）
【解析】ⅰ．入射角越大，折射角越大，在内、外层接触处越容易发生折射，光越容易漏出。当入射角为最大值时，光在内、外层接触处发生全反射
，，
由
得
ⅱ．光在光纤内经历的路程
光在光纤内运动速度
光在光纤内运动时间
8．（2021·四川泸州·二模）图甲是二战时期的DZG转角射击步枪，可让士兵的头部躲在掩体之内进行射击。其瞄准装置的核心部件是用两个形状为等腰直角三角形的全反射棱镜制作而成，如图乙所示。若有一束黄光从a点垂直射入第一个棱镜，从d点垂直射出第二个棱镜，棱镜对黄光的折射率n=，光在两棱镜间的空气中传播速度可视为c=3×108m/s。已知a、b、c、d均为棱镜对应边的中点，棱镜的斜边长为L1=4cm，bc距离为L2= l3cm。
(1)若改用紫光从a点垂直射入，试判断在棱镜中还能发生全反射现象吗？
(2)求黄光从a传播到d点所用的时间t。
【答案】(1)能在棱镜中发生全反射现象；(2)
【解析】(1)因黄光频率小于紫光频率，同种介质对黄光折射率小于紫光折射率，根据
则

故紫光从a点垂直射入，能在棱镜中发生全反射现象；
(2)由几何关系可得，设黄光a到b用时为，b到c用时为


故
9．（2021·河南郑州·三模）单镜头反光相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。下图为单反照相机取景器的示意图，为五棱镜的一个截面，。光线垂直射入，分别在和上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直射出。若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是多少？（计算结果可用三角函数表示）
【答案】
【解析】作出如图所示的光路图
由题意，两次反射的入射角相等，设两次反射的入射角为，因为两次反射都是全反射，则入射角等于反射角，则由几何关系
当光刚好在和上发生全反射时，折射率最小，根据
解得最小折射率为
10．（2022·四川省泸县第四中学三模）2018年9月23日“光纤之父”华人科学家高琨逝世，他一生最大的贡献是研究玻璃纤维通讯。光纤在转弯的地方不能弯曲太大，如图模拟光纤通信，将直径为d的圆柱形玻璃棒弯成圆环，已知玻璃的折射率为，光在真空中的速度为c，要使从A端垂直入射的光线能全部从B端射出。求：
（1）圆环内径R的最小值；
（2）在①问的情况下，从A端最下方入射的光线，到达B端所用的时间。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）从A端最下方入射的光线发生全反射时其他光线能发生全反射，根据几何关系得
设全反射临界角为C，则要使A端垂直入射的光线全部从B端射出，必须有 θ≥C，根据临界角公式有，因此有
sinθ≥sinC
即有
≥
解得
所以R的最小值为。
（2）在①问的情况下，θ=45°，。如图所示。
光在光纤内传播的总路程为
光在光纤内传播速度为
所以所求时间为
自主命题卷
全国卷
考
情
分
析
2021·广东卷·T16(2) 光的折射、全反射
2021·湖南卷·T16(2) 光的折射
2021·河北卷·T16(2) 光的折射、全反射
2020·浙江7月选考·T13 光的折射、全反射
2020·北京卷·T1 光的干涉
2020·山东卷·T3 双缝干涉
2020·江苏卷·T13B(1) 电磁波
2020·北京卷·T3 电磁波、光的衍射
2019·北京卷·T14 光的干涉、衍射
2021·浙江6月选考·T17(2) 实验：用双缝干涉实验测光的波长
2019·天津卷·T9(2) 实验：测量玻璃的折射率
2021·全国甲卷·T34(1) 光的折射
2021·全国乙卷·T34(2) 光的折射、全反射
2020·全国卷Ⅱ·T34(2) 光的折射、全反射
2020·全国卷Ⅲ·T34(2) 光的折射、全反射
2019·全国卷Ⅰ·T34(2) 光的折射
2019·全国卷Ⅲ·T34(2) 光的折射、全反射
2019·全国卷Ⅱ·T34(2) 实验：用双缝干涉实验测光的波长
试题情境
生活实践类
全反射棱镜、光导纤维、增透膜、偏振滤光片、激光、雷达、射电望远镜、X射线管等
学习探究类
折射定律、全反射、测量玻璃的折射率、光的干涉现象、光的衍射、光的偏振现象、电磁振荡、用双缝干涉实验测光的波长