高考物理一轮复习讲义课件第14章第1课时　光的折射 全反射（含详解）

这是一份高考物理一轮复习讲义课件第14章第1课时　光的折射 全反射（含详解），共60页。PPT课件主要包含了全反射，折射定律折射率，课时精练等内容，欢迎下载使用。
考点一　折射定律　折射率
考点三　光的折射和全反射的综合应用
1.折射定律(1)内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在________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____比。(2)表达式：________＝n12(n12为比例常数)。
2.折射率(1)定义式：n＝______。(2)折射率与速度的关系式：n＝____。因为vv2，那么小明应该沿图乙中哪条路线去救人用时最短
根据题意，可理解为求题图乙中由A点发出的光到B点的传播路径，此种路径用时最短。由题知，小明在海滩上的速度大于在海水中的速度，则海滩上相当于光疏介质，海水中相当于光密介质，则入射角应大于折射角，故A、B错误；
9.(多选)(2023·湖南衡阳市三模)等腰三棱镜ABC的顶角为θ＝30°，AB边的边长为L，光线DO射到AB边的中点O，当入射角i＝45°时，光最后垂直AC边射出，已知光在真空中的传播速度为c，不考虑光的多次反射，则
C.换用频率更大的光仍以相同入射角照射到O点， 则光在三棱镜中的传播时间一定变长D.换用频率更大的光仍以相同入射角照射到O点， 则光在三棱镜中的传播时间可能不变
作出光路图如图所示，根据几何关系有折射角γ＝θ
由于频率越大，折射率越大，若换用频率更大的光仍以相同入射角照射到O点，则可知折射角将减小，根据几何关系可知光的传播距离变大，根据v＝ 可知，传播速度变小，因此可知光在三棱镜中的传播时间一定变长，故C正确，D错误。
10.(2023·广东广州市黄广中学模拟)游轮上处于O点的人刚好看到潜艇在其正前方的水下缓慢通过，将人和潜艇均视为质点，如图所示，此时人到水面的高度h1＝15 m，潜艇的水下深度h2＝23 m。水的折射率为n＝ ，sin 53°＝0.8，cs 53°＝0.6，求此时潜艇与人的水平距离。
解得sin θ＝0.6，即θ＝37°由图中几何关系可得此时潜艇与人的水平距离为
(1)该透明介质的折射率；
从D点入射的光线，恰好从C点射入半球，光路如图所示，设折射角为θ，由正弦定理有
(2)折射光线在半球体中传播的最长时间。
依题意，可知光线在半球体中传播的最长路程为x＝Lcs(30°－θ)
12.(2023·江苏南通市二模)如图所示，棱长为2a的正方体玻璃砖，底面中心有一单色点光源O，从外面看玻璃砖的上表面刚好全部被照亮，不考虑光的反射。从外面看玻璃砖四个侧面被照亮的总面积为A.2a2 　　　B.a2 　　　C.2πa2 　　　D.πa2
1.(多选)(2023·湖南卷·7)一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为α，如图所示。他发现只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是
C.当他以α＝60°向水面发射激光时，岸上救援人员　接收激光光束的方向与水面夹角小于60°D.当他以α＝60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水　面夹角大于60°
当他以α＝60°向水面发射激光时，入射角i1＝30°，则根据折射定律有折射角i2大于30°，则岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60°，C正确，D错误。
2.如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角θ＝60°时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c，则
作出两种情况下的光路图，如图所示。
3.(2023·广东江门市一模)如图所示为一个半径为R的半球形玻璃砖的剖面图，其中O为圆心，AB为直径，OO′为AB的垂线。(1)一束细光线在OB的中点处垂直于AB从下方入射，光线从玻璃砖的上表面射出时与OO′的夹角为15°，则玻璃的折射率n的大小为_____；
(2)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从上表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为_____。
4.(2022·全国甲卷·34(2))如图，边长为a的正方形ABCD为一棱镜的横截面，M为AB边的中点。在截面所在的平面，一光线自M点射入棱镜，入射角为60°，经折射后在BC边的N点恰好发生全反射，反射光线从CD边的P点射出棱镜，求棱镜的折射率以及P、C两点之间的距离。
5.2021年12月9日，我国神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在空间站进行了太空授课。如图甲所示，王亚平在水球里注入一个气泡，观察水球产生的物理现象。课后小明同学画了过球心的截面图，如图乙所示，内径是R，外径是　　假设一束单色光(纸面内)从外球面上A点射入，光线与AO直线所成夹角i＝30°，经折射后恰好与内球面相切。
已知真空中光速为c，则
C.只要调整好A点射入的单色光与AO直线的夹角，就能够在内球面发生　全反射D.只要调整好A点射入的单色光与AO直线的夹角，就能够在外球面发生　全反射
折射光线AB顺时针转到AO，在内球面上入射角从90°减小到0°，水为光密介质，空气为光疏介质，可见，只要调整好A点射入的单色光与AO直线的夹角，就能够在内球面发生全反射，故C正确；根据对称性和光路可逆原理可知，不能在外球面发生全反射，故D错误。
6.(2024·江苏省模拟)如图所示，横截面为直角梯形的透明体ABDE折射率为　，∠BAE和∠AED均为90°，AE边界上的O点与A点距离为a，一束激光从O点与AE成45°的夹角射入透明体，能传播到AB边界，已知真空中光速为c，求：(1)光由O点传播到AB边界的时间t；
(2)光经AB边界反射后，射到BD边界能发生全反射，∠BDE的最大值α。
当光经AB边界反射后射到BD边界恰能发生全反射时，∠BDE有最大值，设发生全反射的临界角为C，
由几何关系有α＝θ2＋(90°－C)，解得α＝75°。
7.(2023·陕西咸阳市二模)如图甲所示，某汽车大灯距水平地面的高度为92.8 cm；图乙为该大灯结构的简化图，由左侧旋转抛物面和右侧半径为R的半球透镜组成，对称轴以下装有挡光片，光源位于抛物面的焦点F处，已知点光源发出的光经旋转抛物面反射后，均垂直半球透镜的竖直直径MN进入透镜(只考虑纸面内的光)，光在半球透镜中的折射率n＝　，
已知透镜直径远小于大灯离地面的高度，忽略在半球透镜内表面反射后的光。(已知sin 48°＝0.75，sin 37°＝0.6，tan 16°＝0.29)(1)求所有垂直MN进入的光在透镜球面上透光部分的长度；
(2)若某束光从A点射入半球透镜，MA＝　　　求这束光照射到地面的位置与大灯间的水平距离。
若某束光从A点射入半球透镜，光路图如图所示
8.(2023·山东卷·16)一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量，其部分原理简化如图所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M、N，相距为d，直径均为2a，折射率为n(n< 　)。M、N下端横截面平齐且与被测物体表面平行。激光在M内多次全反射后从下端面射向被测物体，经被测物体表面镜面反射至N下端面，N下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离有关。(1)从M下端面出射的光与竖直方向的最大偏角为θ，求θ的正弦值；
由题意可知，当光在M内刚好发生全反射时从M下端面出射的光与竖直方向夹角最大，设在M下端面入射的光与竖直方向的夹角为α，如图甲所示
(2)被测物体自上而下微小移动，使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围(只考虑在被测物体表面反射一次的光线)。
根据题意，要使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，光路图如图乙所示，则玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围应为b1