人教版高中物理选择性必修第一册第四章素养提升课(三)光的折射与全反射的综合应用课件+学案

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素养提升课(三)　光的折射与全反射的综合应用第四章　光1．理解玻璃砖对光路的控制及其应用。2．理解液体对光路的控制及其应用。3．运用平面几何知识会分析光的折射与全反射的临界问题。探究1　“玻璃砖”模型1．半圆柱体玻璃砖。若光线从半圆面射入，且其方向指向圆心，则其光路图如图所示，光线只发生一次偏折。探究重构·关键能力达成2．两个折射面相互平行的长方体玻璃砖，其折射光路如图甲所示，光线经过两次折射后，出射光线与入射光线的方向平行，但发生了侧移。物点通过玻璃砖成虚像，图乙为其示意图。特别提醒　画光路图时应注意的问题(1)光路是可逆的；(2)垂直界面入射的光线，折射光线与入射光线在同一直线上；(3)过半圆形玻璃砖圆心的光线在圆弧面处不偏折。【典例1】　如图所示，一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体，O点为球心；下半部是底面半径为R、高为2R的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜。有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入，该光线与OC之间的距离为0.6R。已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射)。求该玻璃的折射率。 [解析]　根据光路的对称性和光路可逆性知，与入射光线平行的出射光线与入射光线关于OC轴对称，如图所示。这样，从半球面射入的光线经玻璃折射后的折射光线，将从圆柱体底面中心C点反射。   [答案]　1.43 √ 2．如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，分成a、b两束单色光，下列说法正确的是(　　)A．有可能单色光a是紫光，单色光b是黄光B．玻璃砖对单色光a的折射率大于对单色光b的折射率C．从玻璃砖中出射时，单色光a的出射角大于单色光b的出射角D．单色光a在玻璃砖中的传播速度大于单色光b在玻璃砖中的传播速度√    【典例2】　公园里的水池为了增加夜晚的观赏性，水池底部一般安装上许多彩色灯泡，给游玩的人们一种视觉美景。已知水对不同色光的折射率如下表所示：经测量发现其中一个黄光彩灯所在处水的深度为1.333 m。(已知在角度很小时，可以认为该角度的正弦值和正切值相等)(1)若从彩灯的正上方观察，黄光彩灯的深度为多少？(2)为了使人们从彩灯的正上方观察到各种不同颜色的彩灯的深度都与黄光彩灯的深度相同，需要将不同色光的彩灯安装到不同的深度，则在上表四种不同色光的彩灯中哪种彩灯安装的最浅？安装最深的彩灯比安装最浅的彩灯深多少？  [答案]　(1)1.0 m　(2)红光　0.011 7 m (1)激光在水中传播的速度大小v；(2)激光在水中的折射角β的大小；(3)打开出水口放水时，水放出过程中光斑P移动的距离x与水面下降距离h的关系。    (1)为使两种频率的光都能从左侧第一个棱镜斜面射出，求θ的取值范围；(2)若θ＝37°，求两种频率的光通过整个展宽器的过程中，在空气中的路程差ΔL(保留3位有效数字)。  [答案]　(1)0<θ<45°(或θ<45°)　(2)14.3 mm √ 5．(多选)如图所示，一束光由空气射到透明介质球的A点，入射角为i，则(　　) A．当i足够大时，在A点将发生全反射B．当i足够大时，光从球内向外射出时将发生全反射C．无论i多大，在A点都不会发生全反射D．无论i多大，光从球内向外射出时，都不会发生全反射√√  题号素养提升练(三)　光的折射与全反射的综合应用3524687910√1  题号2345687910√1 题号234568791013．如图所示，井口大小和深度均相同的两口井，一口是枯井(图甲)，一口是水井(图乙，水面在井口之下)，两井底部各有一只青蛙，下列说法正确的是(　　)题号32456879101A．水井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星B．枯井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星C．水井中的青蛙觉得井口小些，晴天的夜晚，枯井中的青蛙能看到更多的星星D．两只青蛙觉得井口一样大，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星题号3245687910√1B　[由于井口边沿的约束，而不能看到更大的范围，据此作出边界光线如图所示。由图可看出α>γ，所以枯井中的青蛙觉得井口大些；β>α，所以水井中的青蛙可看到更多的星星，故选项B正确，A、C、D错误。]题号32456879101 题号4235687910√1 题号423568791015．目前一种用于摧毁人造卫星或空间站的激光武器正在研制中，如图所示，某空间站位于地平线上方，现准备用一束激光射向该空间站，则应把激光器(　　)A．沿视线对着空间站瞄高一些B．沿视线对着空间站瞄低一些C．沿视线对着空间站直接瞄准D．条件不足，无法判断题号2453687910√1C　[当武器瞄准空间站时，由于光的折射，光路图如图所示，即看见的空间站位置S′比实际位置S略高，但武器发射出的激光经过大气层的边缘时也要发生折射，由光路可逆原理知，激光束会发生相同的弯曲，故激光器应沿视线对准空间站直接瞄准，C正确。]题号24536879101二、非选择题6．河中有条小鱼，某时刻小鱼的实际深度为H，一人从水面正上方往水中看，他感觉到的小鱼的深度为多深？(设水的折射率为n)题号24536879101 题号24536879101 7．在水面上放置一个足够大的遮光板，板上有一个半径为r的圆孔，圆心的正上方h处放一个点光源S，在水面下深H处的底部形成半径为R的圆形光亮区域(图中未画出)。测得r＝8 cm，h＝6 cm，H＝24 cm，R＝26 cm，求水的折射率。题号24537689101 题号24537689101  题号24538679101 题号24538679101  题号92453867101 题号92453867101  题号92453867101 题号92453867101 题号92453867101