2025届高考物理一轮总复习第15单元热学热点练11气体实验定律与热力学第一定律的综合应用课件新人教版 (39)

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这是一份2025届高考物理一轮总复习第15单元热学热点练11气体实验定律与热力学第一定律的综合应用课件新人教版 (39)，共23页。PPT课件主要包含了落实基础主干，突破命题视角，答案C，答案D，实验18，实验要点，磨砂的面，图见解析等内容，欢迎下载使用。

一、光的折射定律　折射率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。(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。(3)计算公式: ,因为v二、全反射　光导纤维1.全反射定义光从光密介质射入光疏介质,当入射角增大到某一角度时,折射光线将全部消失,只剩下反射光线的现象。2.条件:(1)光从光密介质射入光疏介质;(2)入射角大于或等于临界角。3.临界角折射角等于90°时的入射角。若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时,发生全反射的临界角为C,则sin C= 。介质的折射率越大,发生全反射的临界角越小。
4.光导纤维光导纤维的原理是利用光的全反射。如图所示。
[练一练]1.判断下列说法对错(1)光的传播方向发生改变的现象叫光的折射。(　　)(2)若光从空气中射入水中,它的传播速度一定减小。(　　)(3)已知介质对某单色光的临界角为C,则该介质的折射率等于。(　　)(4)密度大的介质一定是光密介质。(　　)
2.(多选)(教材选择性必修第一册第89页习题改编)光由空气射入半圆形玻璃砖,再由玻璃砖射入空气,O点是半圆形玻璃砖的圆心,下列现象可能发生的是(　　)
解析光由空气斜射入半圆形玻璃砖时,折射角应小于入射角,故A不可能发生,B可能发生;当光由半圆形玻璃砖斜射入空气时,折射角应大于入射角,若入射角大于临界角,会发生全反射,故C可能发生,D不可能发生。
3.(多选)如图甲所示,在平静的水面下有一个点光源S,它发出的是两种不同颜色的a光和b光,在水面上形成了一个被照亮的圆形区域,该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光的圆形区域,周边为环状单色光区域,且为a光的颜色(见图乙)。则下列说法正确的是(　　)
A.a光的频率大于b光的频率B.a光的折射率小于b光的折射率C.a光在水中的传播速度比b光大D.a光在水中发生全反射的临界角小于b光在水中发生全反射的临界角
考点一　全反射现象的理解及应用
典例　(2023浙江温州高三三模)一斜边镀银的等腰直角棱镜的截面图如图所示,棱镜由一种负折射率的介质制成。负折射率介质仍然满足折射定律,只是入射光线和折射光线位居法线同侧。一束单色光从直角边AB以θ1角入射,经BC反射,再经AC折射出棱镜,经AC折射出的光线与法线夹角为θ2,下列说法正确的是(　　)A.θ1一定等于θ2B.θ2与光的颜色有关C.θ2与棱镜的负折射率有关D.改变θ1,有可能在AC界面发生全反射
解析根据题意,在负折射率材料制成的棱镜中画出光路图,如图所示
由几何知识可知θ1=θ2,故A正确;θ2的大小由θ1决定,与光的颜色和棱镜的负折射率无关,故B、C错误;由光路的可逆性可知,改变θ1,在AC界面不会发生全反射,故D错误。
考点二　折射定律与全反射综合
求解光的折射、全反射问题的四点提醒(1)光密介质和光疏介质是相对而言的。同一种介质,相对于其他不同的介质,可能是光密介质,也可能是光疏介质。(2)如果光线从光疏介质进入光密介质,则无论入射角多大,都不会发生全反射现象。(3)在光的反射和全反射现象中,均遵循光的反射定律,光路均是可逆的。(4)当光射到两种介质的界面上时,往往同时发生光的折射和反射现象,但在全反射现象中,只发生反射,不发生折射。
典例　(2023浙江北斗星盟高三选考模拟)如图甲所示的光学元件是望远镜中常用到的“半五角棱镜”。半五角棱镜用K9材质玻璃制成,其折射率n=1.5,反射面ADHE镀铝膜后再加以黑漆保护,入射表面ABCD和出射表面BCGF镀氟化镁增透膜。半五角棱镜的横截面ABFE如图乙所示,其中∠ABF=45°,AE与BF的延长线交于P点,△OPB为一等腰直角三角形,AP为∠OPB的角平分线,OB=L。一束光束从入射表面ABCD的中心点垂直平面射入棱镜,从出射表面BCGF射出棱镜,已知真空中光速为c,则下列说法不正确的是(　　)
A.该光束一定垂直平面BCGF射出棱镜B.该光束第一次到达平面BCGF一定发生了全反射C.该光束在棱镜中走过的路程为1.5LD.该光束在棱镜中传播的时间为1.5
解析该光束的光路图如图所示
变式练如图所示,真空中有一截面为等腰直角三角形ABC的光学介质,其上方放置了一块平面镜,该平面镜所在平面与三角形的底面AC(长为L)平行且相距为
在界面AB上的E点(图中未画出)发生反射和折射;若把反射光到达界面BC的位置记为F点(图中未画出),发现折射光经过平面镜发生一次反射后也恰能到达F点。下列说法正确的是(　)
实验18测量玻璃的折射率
二、注意事项1.玻璃砖要用厚度较大的。2.入射角应在30°到60°之间。3.大头针要竖直插在白纸上,且距离应尽量大一些。4.玻璃砖的折射面要画准,不能用玻璃砖界面代替直尺画界线。
考点一　实验原理与实验操作1.入射角和折射角的测量造成误差,故入射角应适当大些,入射角θ1不宜太大(接近90°),也不宜太小(接近0°)。太大:反射光较强,折射光较弱;太小:入射角、折射角测量的误差较大。2.操作时,手不能触摸玻璃砖的光洁光学面,更不能把玻璃砖界面当尺子画边界线。3.测量玻璃的折射率,无论是使用平行玻璃砖、三棱镜,还是使用圆柱形玻璃砖,测量方法和测量结果都相同。如果测量时玻璃砖发生了微小移动,则测量结果会出现偏差。
典例　小张同学利用“插针法”测定玻璃的折射率。(1)小张将玻璃砖从盒子拿出放到白纸上,图示操作较为规范与合理的是　　　。
(2)小张发现玻璃砖上下表面不一样,一面是光滑的,一面是磨砂的,小张要将玻璃砖选择　　　(选填“磨砂的面”或“光滑的面”)与白纸接触的放置方法进行实验较为合理。
(3)小张正确操作插好了4枚大头针,如图所示,请帮助小张画出正确的光路图。然后进行测量和计算,得出该玻璃砖的折射率n=__________________(结果保留3位有效数字)。
1.68(1.65~1.70均可)
解析 (1)玻璃砖的光学面不能用手直接接触,接触面的污渍会影响接触面的平整,进而影响折射率的测定,故B正确。(2)为了不影响观察实验,应使得磨砂面接触纸面。
考点二　数据处理与误差分析1.计算法用量角器测量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sin θ1和sin θ2。算出不同入射角时的值,并取平均值。
2.作sin θ1-sin θ2图像
改变不同的入射角θ1,测出不同的折射角θ2,作sin θ1-sin θ2图像,由可知图像应为直线,如图所示,其斜率为折射率。
3.“单位圆法”确定sin θ1、sin θ2,计算折射率n
以入射点O为圆心,以一定长度R为半径画圆,交入射光线AO于P点,交折射光线OB于Q点,过P作CD的垂线PN,过Q作CD的垂线QN',如图所示,则只要用刻度尺测出PN、QN'的长度就可以求出n。
典例　(2023浙江永康一中月考)某实验小组用“插针法”测定玻璃砖折射率。(1)如图甲所示,关于该实验的操作,下列说法正确的是　　　　。 A.若P1、P2的距离较大时,通过玻璃砖会看不到P1、P2的像B.为减少测量误差,P1、P2的连线与法线NN'的夹角应尽量小些C.为了减小作图误差,P3和P4的距离应适当取大些D.若P1、P2的连线与法线NN'夹角较大时,有可能在bb'面发生全反射,所以在bb'一侧会看不到P1、P2的像
(2)在该实验中,光线是由空气射入玻璃砖的,根据测得的入射角θ1和折射角θ2的正弦值求出玻璃砖的折射率,由于测量角度误差较大且不方便,某同学以入射点O为圆心作圆,与入射光线、折射光线的延长线分别交于A、B点,再过A、B点分别作法线的垂线,垂足为C、D点,如图乙所示,测得AC长度为x1,BD的长度为x2,则玻璃的折射率n=　　(用已知字母表示);为了进一步提高测量的精确程度,他改变入射光线与法线的夹角,进行多次实验,记录了多组x1和x2值,并画出x1-x2图像,如图丙所示,则玻璃的折射率n=　　(结果保留两位有效数字)。
(3)实验操作过程中,某同学在纸上画出平行玻璃砖的界面aa'、bb'与玻璃砖位置的关系如图丁所示,其他操作均正确。该同学测得的折射率与真实值相比　　　　(选填“偏大”“偏小”“不变”或“无法确定”)。
解析 (1)P1、P2的距离较大时,通过玻璃砖仍然可以看到P1、P2的像,故A错误;为减小测量误差,入射角应适当大一些,即P1、P2的连线与法线NN'的夹角应尽量大些,故B错误;为了减小作图误差,P3和P4的距离应适当大些,故C正确;由几何知识可知,光线在上表面的折射角等于在下表面的入射角,根据光路可逆原理可知,光线一定会从下表面射出,折射光线不会在玻璃砖的下表面发生全反射,故D错误。