2025-2026学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第一册 第四章 光的折射和全反射 专题提升八 几何光学综合问题 课件

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专题提升八　几何光学综合问题第4章　光的折射和全反射1.进一步熟练掌握光的反射定律、折射定律和全反射的规律。2.熟练画光路图，利用几何关系结合反射定律、折射定律和全反射规律解决几何光学问题。3.熟练掌握三种光路控制模型。学习目标目 录CONTENTS提升1提升二　光的折射和全反射的综合应用提升一　不同色光的比较提升三　光路控制模型提升一　不同色光的比较可见光中，由于不同颜色光的频率并不相同，它们在发生折射和全反射时也有许多不同，如右表：例1 (多选)(鲁科版教材P115节练习4改编)如图所示，一束复色光沿半圆柱形玻璃砖的半径方向从A点射入，在O点经折射后分为a、b两束单色光照在光屏上，则(　　)A.在真空中a光的波长小于b光的波长B.玻璃砖对光束a的折射率大于对光束b的折射率C.在玻璃砖中光束a的传播速度大于光束b的传播速度D.若入射光线绕O点逆时针缓慢旋转，光束b先在光屏上消失CDBC训练1 (多选)如图所示，一束光斜射向厚度为d的长方体玻璃砖，经它折射后射出a、b两束光线，则下列说法正确的是(　　)A.玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率B.在真空中，a光的波长大于b光的波长C.在玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度D.从玻璃砖底边射出的a、b光传播方向不平行提升二　光的折射和全反射的综合应用求解光的折射和全反射问题的思路提升三　光路控制模型平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制例4 (2021·河北卷，16)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：(1)半圆柱体对该单色光的折射率；(2)两个半圆柱体之间的距离d。设光线在射出半圆柱体A时的折射角为r，训练2 如图(a)所示，我国宇航员王亚平在太空授课时演示了水滴在完全失重环境下形成一标准的球体，在她手中变幻出种种奇妙的现象。某同学在家中找到一个带底座标准透明玻璃球，用红色激光笔照射其表面，光的折射和反射使玻璃球显得流光溢彩、晶莹剔透。图(b)为该透明玻璃球过球心O的截面图，球的半径为R，该同学用激光沿平行直径AOB方向照射，发现当激光射到圆上的C点，入射角i＝60°时，激光在球内经过一次反射后恰能从D点(与C点关于AOB对称)再次平行AOB从玻璃球射出，光在真空中的传播速度为c。求：(1)该玻璃球对激光的折射率n；(2)激光在玻璃球内传播的时间t。随堂对点自测2AC1.(不同色光的比较)(多选)(2023·全国甲卷，34改编)等腰三角形△abc为一棱镜的横截面，ab＝ac；一平行于bc边的细光束从ab边射入棱镜，在bc边反射后从ac边射出，出射光分成了不同颜色的两束，甲光的出射点在乙光的下方，如图所示。不考虑多次反射，下列说法正确的是(　　)A.甲光的波长比乙光的长B.甲光的频率比乙光的高C.在棱镜中的传播速度，甲光比乙光的大D.该棱镜对甲光的折射率大于对乙光的折射率A2.(光路控制)某种材料制成的半圆形透明砖平放在方格纸上，将激光束垂直于AC面射入，可以看到光束从圆弧面ABC出射，沿AC方向缓慢平移该砖，在如图所示位置时，出射光束恰好消失，该材料的折射率为(　　)A.1.2 B.1.4 C.1.6 D.1.83.(折射与全反射综合)如图所示，△ABC为等腰直角三棱镜的横截面，∠C＝90°，一束激光a平行于AB边射入棱镜，经一次折射后射到BC边时，刚好能发生全反射，求该棱镜的折射率n。课后巩固训练3C题组一　不同色光的比较1.很多公园的水池底部都装有彩灯，当一细束由红蓝两色组成的灯光，从水中斜射向空气时，关于光在水面可能发生的反射和折射现象，下列光路图中正确的是(　　)基础对点练C2.(鲁科版教材P102图4－10情境改编)如图所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是(　　)A.a光的频率最高B.在真空中b光的波长最长C.玻璃对c光的折射率最大D.在三棱镜中c光传播速度最大D题组二　光的折射和全反射的综合应用3.一束由红光和紫光组成的复色光，垂直等边三棱镜ABC的一边入射形成了如图所示的光路图。下列说法正确的是(　　)A.光线一定是沿EO方向入射的B.光线OF、OE均为单色光C.沿OF方向的光线在三棱镜中的临界角较小D.沿OF方向的光线在三棱镜中传播速度较大C4.如图所示，△ABC是一直角三棱镜的横截面，∠A＝90°，AB长0.2 m，AC长0.1 m。一细光束沿平行于BC边的方向从AB边入射后直接射到AC边，恰好在AC边发生全反射，则棱镜的折射率为(　　)BA.10° B.15°C.25° D.30°A题组三　光路控制模型6.某玻璃三棱镜的截面如图所示，∠B＝30°，一束光线从AB边上的M点以平行于BC的方向射入棱镜，经BC边一次反射后，反射光线与AB边平行。则该棱镜对该束光线的折射率为(　　)DAC综合提升练(1)该透明介质的折射率并判断光线射入介质后是否会在AB面上发生全反射；(2)光在透明介质中的传播时间。培优加强练10.如图所示为一块玻璃砖横截面，已知△ABC为一直角三角形，∠A＝30°，BC＝a。三角形右侧为四分之一圆弧，C点为圆心，CD⊥CB。现有一束单色光从AC的中点P平行于AB射入，折射光恰好过B点，光在真空中的速度为c，求：(1)该玻璃砖的折射率；(2)光线从玻璃砖射入到第一次射出所经历的时间。由几何关系结合光路图可知∠PBC＝∠BEC>C光线在B、E处均发生全反射，然后从CD边F点垂直射出