【文档说明】16.1 光的折射和全反射（讲）--2023年高考物理一轮复习讲练测（全国通用）（解析版）.docx，共(11)页，382.580 KB，由envi的店铺上传

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第十六章光学近5年考情分析考点要求等级要求考题统计20222021202020192018光的反射和折射Ⅱ2022·重庆卷·T162022·海南卷·T32022·江苏卷·T122022·辽宁卷·T52022·山东卷·T72022·浙江6月卷·T82022·浙江1月卷·

T112022·全国乙卷·T34（2）2021·北京卷·T22021·海南卷·T62021·湖北卷·T52021·江苏卷·T72021·辽宁卷·T42021·浙江省6月卷·T122020·山东卷·T92020·浙江1月卷·T122020·浙江7月卷·T132019

·全国I卷·T342019·全国III卷·T342019·海南卷·T182018·海南卷·T162018·江苏卷·T162018·全国I卷·T342018·全国II卷·T34光的干涉衍射和偏振Ⅱ2022·北京卷·T22022·上海卷·T32022·山东卷·T

102022·浙江1月卷·T162021·浙江省6月卷·T12021·山东卷·T72020·海南卷·T52020·山东卷·T32020·浙江1月卷·T12019·北京卷·T142018·北京卷·T15实验十五：测定玻璃砖的折射率2019·天津卷·T23实验十六：用双

缝干涉测光的波长2022·海南卷·T142022·浙江6月卷·T42021·浙江省6月卷·T182019·全国II卷·T34核心素养物理观念：1.理解折射率、光的折射和全反射；2.掌握光的折射和全反射的应用方法；3.进一

步增强物质观念，认识光的物质性和波动性．科学思维：1.通过光的干涉、衍射等论证光具有波动性，增强证据意识及科学论证能力；2.利用光的折射和全反射规律求解问题．科学探究：通过实验，观察光的干涉、衍射和偏振等现象，了解激

光的特性，认识波动性．科学态度与责任：应用本专题知识解决生活中由光带来的折射问题，形成探索自然的内在动力．【网络构建】专题16.1光的折射和反射考点一折射定律及其应用1．对折射率的理解(1)折射率大小不仅反映了介质对光的折

射本领，也反映了光在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．同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小．(3)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不

同，但频率相同．2．光路的可逆性在光的折射现象中，光路是可逆的．如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射．命题规律命题分析：光的折射定律、折射率、全反射现象的考查常以计算题形式出现，是命题热点、常考点；

光的干涉、衍射和相对论基本假设则常以选择题形式出现．趋势分析：预计以后高考对本专题的考查仍然以光的折射、全反射等光的传播规律作为主要命题方向，但对于光的干涉、衍射、偏振等内容的重要结论也需识记．备考策略该部分内容主要以几何光学为主，以光的折射现象、全反射现象为主

要命题点，需要理解光的干涉、衍射、偏振等；对于本部分的实验，要注意对其原理、器材、步骤、数据处理方法、误差分析等的理解。常见题型有：①光的折射和全反射；②光的干涉和衍射；③光学与数学知识的综合应用；④电磁场理论与电磁波的性质；⑤电磁振荡与电磁波

谱；⑥对相对论的初步认识。3.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)结构玻璃砖上下表面是平行的横截面为三角形的三棱镜横截面是圆对光线的作用通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底边偏折圆

界面的法线是过圆心的直线，经过两次折射后向圆心偏折应用测定玻璃的折射率全反射棱镜，改变光的传播方向改变光的传播方向考点二对全反射现象的理解和应用1．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．2．解决全反射问题的一般方法(1)确定光是光密介质进入光疏介质．(2)应用sinC＝1n确定临界角．(3)根据题设

条件，判定光在传播时是否发生全反射．(4)如发生全反射，画出入射角等于临界角时的临界光路图．(5)运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进行分析、判断、运算，解决问题．3．求解全反射现象中光的传播时间的一般思路(1)全反射现象中，光在同种均匀介质中的传播速度

不发生变化，即v＝cn.(2)全反射现象中，光的传播路程应结合光路图与几何关系进行确定．(3)利用t＝lv求解光的传播时间．考点三光的色散现象1．光的色散(1)现象：一束白光通过三棱镜后在屏上会形成彩色光带．(2)成因：棱镜材料对不同色光的折射率不同

，对红光的折射率最小，红光通过棱镜后的偏折程度最小，对紫光的折射率最大，紫光通过棱镜后的偏折程度最大，从而产生色散现象．2．各种色光的比较颜色红橙黄绿青蓝紫频率ν低―→高同一介质中的折射率小―→大同一介质中速度大―→小波长

大―→小临界角大―→小通过棱镜的偏折角小―→大高频考点一折射定律及其应用例1、如图所示是一透明半圆柱体的横截面，O为横截面的圆心，其半径为R，折射率为3，OA水平且垂直于横截面，从A点射出一条光线AB经折射后水平射出半圆柱体，已知OA＝3R，光速为c.

求：(1)光沿AO直线进入透明半圆柱体中，从A传到O点的时间；(2)入射点B到OA的垂直距离BC.【答案】：(1)23－1Rc(2)12R【解析】：(1)由n＝cv得v＝cn＝33c因为t1＝Rv，t2＝3－1Rc又知道t＝t1＋t2，联立解得t＝23－1Rc(2)

如图所示，设入射点B到OA的垂直距离BC＝h，∠BOA＝β，入射角为α，对△OAB，由正弦定理得ABsinβ＝3Rsinπ－α又sinαsinβ＝3，得AB＝R所以△OAB为等腰三角形，cosβ＝OA

2OB＝32，故β＝30°所以B到OA的垂直距离h＝Rsinβ＝12R.【变式训练】玻璃半圆柱体横截面如图所示。O为圆心，A为半圆形的最高点，圆的半径为R。单色光束按如图方向沿截面入射到圆柱体上的B点，

方向与底面垂直，∠AOB＝60°。已知玻璃对该光的折射率n＝3，不考虑光的反射，求光束经底面折射后与AO延长线交点到O点的距离d。【答案】R3【解析】光束在B点折射时，入射角i＝60°由折射定律有：n＝sinisinr得sinr＝12，折射角r＝

30°光束在底面C点折射，入射角i′＝60°－r＝30°则sinr′＝nsini′折射角r′＝60°折射光线交AO延长线于D点，由几何知识：OC＝R2cos30°＝33Rd＝OD＝OCtan30°＝R3。高频考点二对全反射现象的理解和应用例2、某种透明材料制成的空心

球体外径是内径的2倍，其过球心的某截面(纸面内)如图所示。一束单色光(在纸面内)从外球面上A点入射，入射角为45°时，光束经折射后恰好与内球面相切。(1)求该透明材料的折射率；(2)欲使光束从A点入射后，恰好在内球面上发生全反射，则应将入射角变为多少度？【答案】(1)2(2)30°

【解析】(1)作光路图如图甲，设光束经折射后到达内球面上B点，由题意知，入射角i＝45°，折射角r＝∠BAO由几何关系有：sinr＝BOAO＝0.5由折射定律有：n＝sinisinr代入数据解得：n＝2。(2)作光路图如图乙，设在A点的入射角为

i′时，光束经折射后到达内球面上C点，并在C点恰好发生全反射，则光束在内球面上的入射角∠ACD等于临界角C。由sinC＝1n代入数据得：∠ACD＝C＝45°由正弦定理有sin∠ACOAO＝sin∠CAOCOAO＝2R，CO＝R，∠ACO＝180°－∠AC

D，解得：sin∠CAO＝sin∠ACD2＝24由折射定律有：n＝sini′sin∠CAO解得：sini′＝0.5，即此时的入射角i′＝30°。【变式训练】图所示，一透明玻璃半球竖直放置，OO′为其对称轴，O为球心，球半径为R，球左侧为圆面，右侧为半球面．现有一束

平行光从其左侧垂直于圆面射向玻璃半球，玻璃半球的折射率为3，设真空中的光速为c，不考虑光在玻璃中的多次反射，求：(1)从左侧射入且能从右侧射出的入射光束面积占入射面的比例；(2)圆面上距O点R2的入射光线经玻璃半球偏折后直

到与对称轴OO′相交的传播时间．【答案】(1)13(2)5R2c【解析】(1)如图所示，从左侧的A点入射，光在右侧半球面刚好发生全反射，则由折射定律有：sinθ＝1n，又n＝3，则sinθ＝33，OA＝Rsinθ＝33R故从左侧射入且能从右侧射出的光束是以O点为

圆心、OA长为半径的圆，其面积S′＝πOA2＝13πR2而左侧入射面的面积S＝πR2故S′S＝13.(2)设距O点R2的入射点为B，射到半球面上的点为C点，入射角为i，折射角为r，在△OBC中有i＝30°，BC＝

32R由折射定律有sinrsini＝n，代入数据可得r＝60°设从C点出射的光线交OO′轴于D点，由图可知在△OCD中，∠OCD＝120°，∠COD＝i＝30°，可得∠CDO＝30°，CD＝R光在玻璃中的传播速度v＝cn＝c3光从B点传播到D点的时间t＝B

Cv＋CDc联立解得t＝5R2c.高频考点三光的色散现象例3、)由图所示，自左向右依次固定放置半圆形玻璃砖、足够长的竖立的长方体玻璃砖和光屏，BC、MN、PQ三个表面相互平行。一点光源可沿着圆弧BAC移动。从点光源发出的一束白光始

终正对圆心O射入半圆形玻璃砖，经过长方体玻璃砖后，打在光屏上。已知玻璃对紫光的折射率为n＝1.532。若不考虑光在各个界面的反射，则下列说法正确的是()A．点光源从B移动到C的过程中，光屏上总有彩色光斑B．点光源从B移动到C的过程中，光屏上红色光斑的移动速率比紫色光斑的小C．点光源在A点时

，光屏上红色光斑在紫色光斑的上方D．点光源在A点时，若撤除长方体玻璃砖，光屏上红色光斑将向上移动E．点光源在A点时，若将光屏稍向右平移，光屏上红色光斑与紫色光斑的间距将增大【答案】BCE【解析】当入射光与BC垂直时，光线不发生偏折，在

光屏上没有彩色光斑，故A错误；由于红光的折射率比紫光的折射率小，红光通过半圆形玻璃砖后折射角比紫光的小，则点光源在A点时，光屏上红色光斑在紫色光斑的上方，故C正确；点光源从B移动到C的过程中，光屏上红色光斑的移动距离比紫色光斑小，红色光斑移动速率比紫色光斑的小，故B正确；点光源在A点

时，光线通过长方体玻璃砖后会向上发生移动，若撤除长方体玻璃砖，光屏上红色光斑将向下移动，故D错误；点光源在A点时，若将光屏稍向右平移，出射光线方向不变，根据几何关系可知，光屏上红色先斑与紫色光斑的间距将增大，故E正确。【变式训练】三束单色光a、b、c沿图示方

向射向圆形玻璃砖，经两次折射后变成复色光d，以下说法正确的是()A．b光的频率比c光小B．在真空中，a光传播速度比b、c大C．在玻璃砖中，a光传播速度比b、c小D．a光的光子能量最小E．若以a、b、c三种单色光分别用相同的装置做

“用双缝干涉测定单色光的波长”的实验，则a光观察到的条纹间距最大【答案】：ADE【解析】：从光的偏折程度看a光的偏折程度最小，c光最大，故a光的折射率最小，c光的折射率最大，则a光的频率最小，c光的频率最大，b

光的频率比c光小，故A正确；任何单色光在真空中传播速度均为光速，故B错误；由光在介质中传播速度公式：v＝cn可知，a光的折射率最小，在玻璃砖中传播速度最大，故C错误；光子能量与光的频率成正比，则知a光的

光子能量最小，故D正确；三种单色光中a光的波长最长，干涉条纹间距与波长成正比，则在同样的装置做双缝干涉实验时观察到的条纹间距a光的干涉条纹间距最大，故E正确．