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备考2024届高考物理一轮复习讲义第十四章光学第1讲光的折射全反射考点1折射定律和折射率
展开考点1 折射定律和折射率
1.折射定律
2.折射率
皎洁的月光下,在清澈的湖面上我们能通过水面看到月亮的倒影.同时,月光能够照亮水中的鱼和草,为什么?
答案 月光从空气射到水面时,一部分光折射进水中,另一部分光反射回到空气中,这两部分光的去向分别遵循折射定律和反射定律.
光由真空以相同的入射角射向不同的介质时,折射角是不同的,为什么?
答案 因为不同介质对光的折射率不同.
研透高考 明确方向
命题点1 折射率的理解
1.[多选]关于介质的折射率,下列说法正确的是( BC )
A.由折射率公式n=sinθ1sinθ2可知,介质的折射率与入射角θ1的正弦值成正比
B.由折射率公式n=cv可知,介质的折射率与光在介质中的传播速度v成反比
C.折射率由介质本身及光的性质共同决定
D.玻璃的折射率大于1,水的折射率小于1
解析 公式n=sinθ1sinθ2运用比值法定义折射率,介质的折射率与入射角θ1、折射角θ2的正弦值无关,A错误;由公式n=cv、c不变知,介质的折射率与光在介质中的传播速度成反比,B正确;折射率由介质本身及光的性质共同决定,C正确;任何介质的折射率都大于1,D错误.
方法点拨
对折射率的理解
1.折射率的大小不仅反映了介质对光的折射本领,也反映了光在该介质中传播速度的大小,v=cn.
2.折射率的大小不仅与介质本身有关,还与光的频率有关.
(1)同一种介质中,频率越大的光折射率越大,传播速度越小.
(2)同一种光在不同介质中,虽然波速、波长不同,但频率相同.
命题点2 折射定律的应用
2.[2021河北]将两块半径均为R、完全相同的透明半圆柱体A、B正对放置,圆心上下错开一定距离,如图所示.用一束单色光沿半径照射半圆柱体A,设圆心处入射角为θ.当θ=60°时,A右侧恰好无光线射出;当θ=30°时,有光线沿B的半径射出,射出位置与A的圆心相比下移h.不考虑多次反射.求:
(i)半圆柱体对该单色光的折射率;
(ii)两个半圆柱体之间的距离d.
答案 (i)233 (ii)2(h-R2)
解析 (i)当θ=60°时,A右侧恰好无光线射出,即刚好发生全反射,故临界角C=60°,由临界角公式可知sinC=1n
解得折射率n=1sinC=1sin60°=233
(ii)如图所示,当θ=30°时,设光线由A右侧射出的折射角为r,则由折射定律有n=sinrsin30°,解得sinr=33
由光路可逆可知,光线进入半圆柱体B的折射角仍为30°,所以出射点到半圆柱体B圆心的高度差为h1=Rsin30°=R2
两半圆柱体圆心错开的距离为h2=h-h1=h-R2
由几何关系有sinr=h2h22+d2,解得d=2(h-R2).
方法点拨
应用光的折射定律解题的一般思路
1.根据入射角、折射角及反射角之间的关系,作出比较完整的光路图;
2.充分利用光路图中的几何关系,确定各角之间的联系,根据折射定律求解相关的物理量,如折射角、折射率等;
3.注意在折射现象中,光路是可逆的.
课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
1.通过实验,理解光的折射定律.会测量材料的折射率.
2.知道光的全反射现象及其产生的条件.初步了解光纤的工作原理、光纤技术在生产生活中的应用
折射定律和折射率
2023:江苏T5,全国乙T34(2);
2022:湖南T16(2),江苏T12;
2021:河北T16(2),湖南T16(2),浙江6月T12;
2019:全国ⅠT34(2)
1.物理观念:理解折射率、光的折射和全反射;进一步拓展对物理世界的认识和理解,发展物理观念.
2.科学思维:通过对物理现象进行分析和推理,建构物理模型,归纳总结得到光的传播规律.利用数学几何知识求解全反射问题.
3.科学探究:通过实验探究折射现象,分析实验数据,发现特点和规律,得出定量结论.
4.科学态度与责任:通过光及其应用的学习,认识科学的本质.通过学习光纤的应用,激发造福人类的内在动力
光的折射和全反射的综合应用
2023:湖北T6,湖南T7,山东T16,浙江6月T13;
2022:山东T7,河北T16(2),广东T16(2),辽宁T5,全国乙T34(2),全国甲T34(2),浙江6月T8;
2021:广东T16(2),全国乙T34(2);
2020:全国ⅡT34(2),全国ⅢT34(2),浙江7月T13;
2019:全国ⅢT34(2)
光路控制及色散现象
2023:浙江1月T13,全国甲T34(1);
2022:浙江1月T11;
2021:海南T6
命题分析预测
光的折射和全反射是高考必考点,题型有选择题和计算题,难度较小或中等.预计2025年高考可能会考查光的折射与全反射临界角在实际中的应用,几何光学的临界问题.
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备考2024届高考物理一轮复习讲义第十四章光学第1讲光的折射全反射考点3光路控制及色散现象: 这是一份备考2024届高考物理一轮复习讲义第十四章光学第1讲光的折射全反射考点3光路控制及色散现象,共4页。