第十三章光[教師備選資源]第十三章光考情分析光的折射定律與折射率2024·江蘇卷·T6

2023·江蘇卷·T5

2022·湖北卷·T14

2021·全國甲卷·T34(1)第十三章光考情分析光的折射與全反射、光纖2024·廣東卷·T6

2024·山東卷·T15

2024·全國甲卷·T34(2)

2023·湖北卷·T6

2023·湖南卷·T7

2023·浙江6月選考·T13

2023·山東卷·T16

2022·山東卷·T7

2022·廣東卷·T16(2)

2022·河北卷·T16(2)

2022·湖南卷·T16(2)

第十三章光考情分析光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象2024·江西卷·T9

2024·湖南卷·T9

2024·山東卷·T4

2024·遼寧卷·T4

2024·江蘇卷·T2

2023·江蘇卷·T6

2023·山東卷·T5

2022·山東卷·T10

2022·浙江6月選考·T4幾何光學(xué)與物理光學(xué)的綜合應(yīng)用2024·甘肅卷·T10

2023·全國甲卷·T34(1)第十三章光備考策略1．掌握光的折射定律，理解全反射的原理。2．注重計算能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)，重點突出與數(shù)學(xué)知識中三角函數(shù)部分相關(guān)聯(lián)的訓(xùn)練。3．理解光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象的概念及相關(guān)現(xiàn)象的解釋。4．掌握用雙縫干涉測量光的波長實驗。5．關(guān)注前沿科技、生活實際等情境中與光學(xué)知識相關(guān)聯(lián)的部分，加強學(xué)生對情境問題的閱讀能力和理解能力。第1節(jié)光的折射全反射[學(xué)習(xí)目標]

1．知道光的折射現(xiàn)象，理解折射率的概念，掌握光的折射定律。2．掌握發(fā)生全反射的條件，會用全反射的條件進行相關(guān)計算。鏈接教材·夯基固本

同一平面法線正

可逆

光學(xué)性質(zhì)大于13．全反射與光導(dǎo)纖維(1)全反射①定義：光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，當(dāng)入射角增大到某一角度時，折射光線全部____，只剩下____光線的現(xiàn)象。②必備條件(ⅰ)光從____介質(zhì)射入____介質(zhì)。(ⅱ)入射角____或等于臨界角。消失反射光密光疏大于

90°

小

全反射4．光的色散(1)現(xiàn)象：一束白光通過三棱鏡后在屏上會形成________七種色光組成的彩色光帶。由紅到紫(2)成因：棱鏡對不同色光的折射率____，對紅光的折射率最__，紅光通過棱鏡后的偏折程度最__；對紫光的折射率最__，紫光通過棱鏡后的偏折程度最__，從而產(chǎn)生色散現(xiàn)象。不同小

小

大

大

1．易錯易混辨析(1)某種玻璃對藍光的折射率比紅光大，藍光和紅光以相同的入射角從空氣斜射入該玻璃中，藍光的折射角較大。 (

)(2)光纖通信利用了全反射的原理。 (

)(3)晚上，在池水中同一深度的兩點光源分別發(fā)出紅光和藍光，藍光光源看起來淺一些。 (

)×√√

×√2．(人教版選擇性必修第一冊改編)(多選)光由空氣射入半圓形玻璃磚，再由玻璃磚射入空氣，O點是半圓形玻璃磚的圓心，下圖中可能發(fā)生的是(

)A

B

C

D√√BC

[光由空氣斜射入半圓形玻璃磚時，折射角應(yīng)小于入射角，故A不可能發(fā)生，B可能發(fā)生；當(dāng)光由半圓形玻璃磚斜射入空氣時，折射角應(yīng)大于入射角，若入射角大于臨界角，會發(fā)生全反射，故C可能發(fā)生，D不可能發(fā)生。]

√

4．(人教版選擇性必修第一冊改編)(多選)如圖所示是一個用折射率n＝2.4的透明介質(zhì)做成的四棱柱的橫截面圖，其中∠A＝∠C＝90°，∠B＝60°。現(xiàn)有一條光線垂直入射到棱鏡的AB面上，下列說法正確的是(

)A．AB邊可能無光線射出B．AD邊一定無光線射出C．DC邊一定無光線射出D．BC邊一定無光線射出√√

細研考點·突破題型

2．應(yīng)用光的折射定律解題的一般思路(1)根據(jù)入射角、折射角及反射角之間的關(guān)系，作出比較完整的光路圖。(2)充分利用光路圖中的幾何關(guān)系，確定各角之間的聯(lián)系，根據(jù)折射定律求解相關(guān)的物理量：折射角、折射率等。(3)注意在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。

√

[典例2]

(2024·山東濰坊三模)水晶球是用天然水晶加工而成的一種透明的球形物品，如圖甲所示?，F(xiàn)有一個質(zhì)量分布均勻的透明水晶球，半徑為a，過球心的截面如圖乙所示，PQ為直徑，一單色細光束從P點射入球內(nèi)，折射光線與PQ夾角為37℃，出射光線與PQ平行。已知光在真空中的傳播速度為c，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，則(

)

√

考點2光的折射和全反射的綜合應(yīng)用1．解答全反射問題的技巧(1)解答全反射問題時，要抓住發(fā)生全反射的兩個必備條件：①光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)；②入射角大于或等于臨界角。(2)利用好光路圖中的臨界光線，準確地判斷出恰好發(fā)生全反射的光路圖是解題的關(guān)鍵，且在作光路圖時盡量與實際相符。2．求解光的折射、全反射問題的三點注意(1)明確哪種是光密介質(zhì)、哪種是光疏介質(zhì)。同一種介質(zhì)，相對于其他不同的介質(zhì)，可能是光密介質(zhì)，也可能是光疏介質(zhì)。(2)如果光線從光疏介質(zhì)進入光密介質(zhì)，則無論入射角多大，都不會發(fā)生全反射現(xiàn)象。(3)當(dāng)光照射到兩種介質(zhì)的界面上時，往往同時發(fā)生光的折射和反射現(xiàn)象，但在全反射現(xiàn)象中，只發(fā)生反射，不發(fā)生折射。角度1全反射現(xiàn)象的分析[典例3]

(2024·廣東卷)如圖所示，紅綠兩束單色光，同時從空氣中沿同一路徑以θ角從MN面射入某長方體透明均勻介質(zhì)。折射光束在NP面發(fā)生全反射。反射光射向PQ面。若θ逐漸增大，兩束光在NP面上的全反射現(xiàn)象會先后消失。已知在該介質(zhì)中紅光的折射率小于綠光的折射率。下列說法正確的是(

)A．在PQ面上，紅光比綠光更靠近P點B．θ逐漸增大時，紅光的全反射現(xiàn)象先消失C．θ逐漸增大時，入射光可能在MN面發(fā)生全反射D．θ逐漸減小時，兩束光在MN面折射的折射角逐漸增大√

√

[典例5]

(2024·山東卷)某光學(xué)組件橫截面如圖所示，半圓形玻璃磚圓心為O點，半徑為R；直角三棱鏡FG邊的延長線過O點，EG邊平行于AB邊且長度等于R，∠FEG＝30°。橫截面所在平面內(nèi)，單色光線以θ角入射到EF邊發(fā)生折射，折射光線垂直EG邊射出。已知玻璃磚和三棱鏡對該單色光的折射率均為1.5。(1)求sinθ；(2)以θ角入射的單色光線，若第一次到達半圓弧AMB可以發(fā)生全反射，求光線在EF上入射點D(圖中未標出)到E點距離的范圍。

考點3光的色散及光路控制1．各種色光的比較顏色紅橙黃綠青藍紫頻率f低→高同一介質(zhì)中的折射率小→大同一介質(zhì)中的速度大→小波長大→小臨界角大→小通過棱鏡的偏折角小→大2．平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱體(球)對光路的控制特點比較項目平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)結(jié)構(gòu)玻璃磚上下表面是平行的橫截面為三角形橫截面是圓比較項目平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)對光線的作用

通過平行玻璃磚的光線不改變傳播方向，但要發(fā)生側(cè)移

通過三棱鏡的光線經(jīng)兩次折射后，出射光線向棱鏡底邊偏折

圓界面的法線是過圓心的直線，經(jīng)過兩次折射后向圓心偏折比較項目平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)應(yīng)用測量玻璃的折射率全反射棱鏡，改變光的傳播方向

改變光的傳播方向[典例6]高壓汞燈作為UV光刻機的紫外光源，它可以產(chǎn)生365nm、404nm、436nm、546nm和579nm五條尖銳的光譜線，但這些光中只有h線(404nm)是光刻機所需要的。高壓汞燈輻射的光通過圖中的三棱鏡分離后形成a、b、c、d、e五束，其中適合UV光刻機的是(

)A．a(chǎn) B．bC．d D．e√

√

√

即時檢驗·感悟高考1．(2024·江蘇卷)現(xiàn)有一光線以相同的入射角θ，打在兩杯不同濃度的NaCl溶液中，折射光線如圖所示(β1<β2)，已知折射率隨濃度增大而變大。則(

)A．甲折射率大B．甲濃度小C．甲中光線的傳播速度大D．甲臨界角大√

√√√

√

課時數(shù)智作業(yè)(三十三)題號13524687910111．(2024·福建南平三模)沙漠蜃景和海市蜃景主要是由于大氣層不同高度空氣的溫度不同造成的，已知空氣的折射率隨溫度升高而減小。下列圖中能正確描述蜃景現(xiàn)象的是(

)12題號135246879101112A．C．B．D．√題號1352468791011A

[太陽照到沙地上，接近地面的熱空氣比上層空氣的密度小，折射率也小，從遠處物體射向地面的光，進入折射率較小的熱空氣層時被折射，當(dāng)入射角大于臨界角時發(fā)生全反射，人們逆著反射光看去，就會看到遠處物體的倒立的虛像，如圖1，選項A正確，B錯誤；太陽照到海面上，接近海面的冷空氣比上層空氣的密度大，折射率也大，從遠處物體射向大氣層的光，進入折射率較小的熱空氣層時被折射，當(dāng)入射角大于臨界角時發(fā)生全反射，人們逆著反射光看去，就會看到遠處物體的正立的虛像，如圖2，選項C、D錯誤。12題號135246879101112]2．(多選)(2024·安徽江南十校高三聯(lián)考)如圖所示，光導(dǎo)纖維由內(nèi)芯和包層兩個同心圓柱體組成，其中心部分是內(nèi)芯，內(nèi)芯以外的部分為包層，光從一端射入，從另一端射出，下列說法正確的是(

)A．內(nèi)芯的折射率大于包層的折射率B．內(nèi)芯的折射率小于包層的折射率題號135246879101112C．不同頻率的可見光從同一根光導(dǎo)纖維的一端傳輸?shù)搅硪欢怂玫臅r間相同D．若紅光以如圖所示角度入射時，恰能在內(nèi)芯和包層分界面上發(fā)生全反射，則改用紫光以同樣角度入射時，也能在內(nèi)芯和包層分界面上發(fā)生全反射題號135246879101112

題號1352468791011123．(多選)(2024·湖北武漢二模)如圖所示，PQ是半圓柱體玻璃截面的直徑，一束由兩種單色光組成的復(fù)色光從真空中經(jīng)P點斜射入玻璃，兩單色光分別從A、B兩點射出玻璃。設(shè)從A、B點射出的光線波長分別為λA和λB，從P點傳播到A、B點的時間分別為tA和tB，下列說法正確的是(

)A．λA<λB B．λA>λBC．tA<tB D．tA＝tB題號135246879101112√√

題號1352468791011124．如圖甲為太陽光穿過轉(zhuǎn)動的六角形冰晶形成“幻日”的示意圖，圖乙為太陽光穿過六角形冰晶的過程，a、b是其中兩種單色光，則在冰晶中(

)題號135246879101112A．a(chǎn)的折射率比b的大B．a(chǎn)的頻率比b的大C．a(chǎn)的傳播速度比b的小D．a(chǎn)的波長比b的大√

題號135246879101112

題號135246879101112√

題號135246879101112

題號135246879101112√

題號135246879101112

題號135246879101112√

題號1352468791011128．如圖所示，圓心為O、半徑為R的半圓形玻璃磚置于水平桌面上，光線從P點垂直界面入射后，恰好在玻璃磚圓形表面發(fā)生全反射；當(dāng)入射角θ＝60°時，光線從玻璃磚圓形表面出射后恰好與入射光平行。已知真空中的光速為c，則(

)題號135246879101112

題號135246879101112√

題號135246879101112

題號135246879101112

題