4-1光的折射(人教版2019選擇性必修第一冊)(原卷版)

第四章光第1節(jié)光的折射重點+難點核心素養(yǎng)解讀1.理解光的折射定律，并能用來解釋和計算有關(guān)問題.2.理解折射率的物理意義，知道折射率與光速的關(guān)系，會進行相關(guān)計算．1.物理觀念：掌握光的折射的特點以及折射率的概念2.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實驗的能力、利用圖像分析問題的能力、培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)規(guī)律，總結(jié)結(jié)論的能力．知識點一折射定律1．光的反射(1)反射現(xiàn)象：光從第1種介質(zhì)射到該介質(zhì)與第2種介質(zhì)的時，一部分光到第1種介質(zhì)的現(xiàn)象．(2)反射定律：反射光線與入射光線、法線處在內(nèi)，反射光線與入射光線分別位于；反射角入射角．2．光的折射(1)折射現(xiàn)象：光從第1種介質(zhì)射到該介質(zhì)與第2種介質(zhì)的時，一部分光第2種介質(zhì)的現(xiàn)象．(2)折射定律折射光線與入射光線、法線處在內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于；與成正比，即eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n12(式中n12是比例常數(shù))，它與入射角、折射角的大小無關(guān)，只與有關(guān)．(3)在光的折射現(xiàn)象中，光路是的．知識點二折射率1．定義光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時，與之比，叫作這種介質(zhì)的絕對折射率，簡稱折射率，即n＝eq\f(sinθ1,sinθ2).2．折射率與光速的關(guān)系某種介質(zhì)的折射率，等于光在中的傳播速度c與光在這種介質(zhì)中的傳播速度v之比，即n＝eq\f(c,v).3．理解由于c＞v，故任何介質(zhì)的折射率n都(選填“大于”“小于”或“等于”)1.易錯易混點一光的折射現(xiàn)象和折射定律易錯易混點1.1對折射現(xiàn)象的光路圖認識不清。例1．(2021·廣州中學(xué)單元檢測)光線由空氣射入半圓形玻璃磚，再由玻璃磚射入空氣中，O點是半圓形玻璃磚的圓心．下列四幅光路圖中，可能正確的是()易錯易混點1.1剖析1．光的折射(1)光的方向：①光從一種介質(zhì)斜射進入另一種介質(zhì)時，傳播方向要發(fā)生變化．②當光垂直界面入射時，光的傳播方向不變．(2)入射角與折射角的大小關(guān)系：當光從真空斜射入介質(zhì)時，入射角大于折射角，當光從介質(zhì)斜射入真空時，入射角小于折射角．2．對折射定律的理解(1)同平面：折射光線與入射光線、法線在同一平面內(nèi)．(2)線兩旁：折射光線與入射光線分別位于法線兩側(cè)．(3)成正比：當介質(zhì)一定時，入射角的正弦與折射角的正弦成正比，即eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n,而并非兩角成正比．折射角θ2隨入射角θ1的變化而變化，入射角θ1的正弦與折射角θ2的正弦之比是定值．易錯易混點1.2對折射定律認識不清。例2．光線以60°的入射角從空氣射入玻璃中，折射光線與反射光線恰好垂直．(真空中的光速c＝3.0×108m/s)(1)畫出光路圖；(2)當入射角變?yōu)?5°時，折射角的正弦值為多大？易錯易混點1.2剖析折射定律的應(yīng)用解決光的折射問題的基本思路：(1)根據(jù)題意畫出正確的光路圖．(2)利用幾何關(guān)系確定光路圖中的邊、角關(guān)系，要注意入射角、折射角分別是入射光線、折射光線與法線的夾角．(3)利用折射定律n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)，結(jié)合三角函數(shù)的關(guān)系進行運算．易錯易混點二折射率易錯易混點2.1對折射率理解清晰例3．如果光以同一入射角從真空斜射入不同介質(zhì)，則折射率越大的介質(zhì)()A．折射角越大，表示這種介質(zhì)對光的偏折作用越大B．折射角越大，表示這種介質(zhì)對光的偏折作用越小C．折射角越小，表示這種介質(zhì)對光的偏折作用越大D．折射角越小，表示這種介質(zhì)對光的偏折作用越小易錯易混點2.1剖析對折射率的理解(1)折射率n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)，θ1為真空中的光線與法線的夾角，不一定為入射角；而θ2為介質(zhì)中的光線與法線的夾角，也不一定為折射角．(2)折射率n是反映介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的物理量，它的大小由介質(zhì)本身和光的頻率共同決定，與入射角、折射角的大小無關(guān)，與介質(zhì)的密度沒有必然聯(lián)系．易錯易混點2.2元對折射率和光速關(guān)系理解不清例4.(多選)兩束不同頻率的單色光a、b從空氣平行射入水中，發(fā)生了如圖所示的折射現(xiàn)象(α>β)．下列結(jié)論中正確的是()A．在水中的傳播速度，光束a比光束b大B．在水中的傳播速度，光束a比光束b小C．水對光束a的折射率比水對光束b的折射率小D．水對光束a的折射率比水對光束b的折射率大易錯易混點2.2剖析折射率與光速的關(guān)系：n＝eq\f(c,v)(1)光在介質(zhì)中的傳播速度v跟介質(zhì)的折射率n有關(guān)，由于光在真空中的傳播速度c大于光在任何其他介質(zhì)中的傳播速度v，所以任何介質(zhì)的折射率n都大于1.(2)某種介質(zhì)的折射率越大，光在該介質(zhì)中的傳播速度越小．針對訓(xùn)練1.如圖所示，一束紅光和一束紫光平行入射到三棱鏡上，經(jīng)棱鏡折射后，交匯在屏上同一點．下列判斷中正確的是(A)A．a(chǎn)為紫光，b為紅光，a光在棱鏡中的速率小B．a(chǎn)為紫光，b為紅光，b光在棱鏡中的速率小C．a(chǎn)為紅光，b為紫光，a光在棱鏡中的速率小D．a(chǎn)為紅光，b為紫光，b光在棱鏡中的速率小2.如圖所示是一束光從空氣射向某介質(zhì)在界面上發(fā)生反射和折射現(xiàn)象的光路圖，下列判斷正確的是()A．AO為入射光線，OB為反射光線，OC為折射光線B．BO為入射光線，OC為反射光線，OA為折射光線C．CO為入射光線，OB為反射光線，OA為折射光線D．條件不足，無法確定3.a、b、c三條平行光線垂直于半圓柱體玻璃磚的截面直徑從空氣射向玻璃磚，如圖所示，光線b正好過圓心，光線a、c從光線b的兩側(cè)對稱入射，從玻璃磚下表面進入空氣后與光線b分別交于P、Q，則下列說法中正確的是(B)A．玻璃對三種光的折射率關(guān)系為na>nb>ncB．玻璃對a光的折射率大于對c光的折射率C．c光比a光穿過該半圓柱體玻璃磚所需的時間長D．a(chǎn)、b、c三種光穿過該半圓柱體玻璃磚所需時間b光最長4.(多選)如圖所示，把由同種玻璃制成的厚度為d的立方體A和半徑為d的半球體B放在報紙上，且讓半球的凸面向上．從B正上方(對B來說是最高點)分別觀察A、B中心處報紙上的文字，下面的觀察記錄正確的是()A．看到A中的字比B中的字高B．看到B中的字比A中的字高C．看到A、B中的字一樣高D．看到B中的字和沒有放玻璃半球時一樣高5.光線以60°的入射角從空氣射入玻璃中，折射光線與反射光線恰好垂直(真空中的光速c＝3×108m/s)．(1)畫出折射光路圖．(2)求出玻璃的折射率和光在玻璃中的傳播速度．(3)當入射角變?yōu)?5°時，折射角的正弦值等于多大？(4)當入射角增大或減小時，玻璃的折射率是否變化？6.如圖所示，井口大小和深度均相同的兩口井，一口是枯井(圖甲)，一口是水井(圖乙，水面在井口之下)，兩井底部各有一只青蛙，則()A．水井中的青蛙覺得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星B．枯井中的青蛙覺得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星C．水井中的青蛙覺得井口小些，晴天的夜晚，枯井中的青蛙能看到更多的星星D．兩只青蛙覺得井口一樣大，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星7.(多選)光從空氣斜射入介質(zhì)中，比值eq\f(sinθ1,sinθ2)＝常數(shù)，這個常數(shù)()A．與介質(zhì)有關(guān)B．與光在介質(zhì)中的傳播速度無關(guān)C．與入射角的大小無關(guān)D．與入射角的正弦成正比，與折射角的正弦成反比8.(2022·棗莊八中東校區(qū)高二月考)現(xiàn)在高速公路上的標志牌都用“回歸反光膜”制成，夜間行車時，它能把車燈射出的光逆向返回，所以標志牌上的字特別醒目．這種“回歸反光膜”是用球體反射元件制作的．如圖所示，一束單色光射入一玻璃球體，入射角為60°.已知光線在玻璃球內(nèi)經(jīng)一次反射后，再次折射回到空氣中時與入射光線平行．此玻璃的折射率為()A.eq\r(2)B．1.5C.eq\r(3)D．29.(多選)如圖所示，實驗室中有一塊半圓形玻璃磚，玻璃磚半徑為R，圓心為O，MO與直徑EF垂直．現(xiàn)有一光源S，同時發(fā)出兩條光線a、b，光線a射向M點，與OM夾角為α＝60°；光線b射向圓心O，與OM夾角為θ＝30°，已知a、b光線第一次進入玻璃磚后的折射光線平行．則下列判斷正確的是()A．玻璃磚的折射率為eq\f(\r(3),3)B．玻璃磚的折射率為eq\r(3)C．兩光線第一次在EF上的射出點之間的距離為eq\f(R,2)D．兩光線第一次在EF上的射出點之間的距離為eq\f(\r(3)R,3)10.如圖所示，放置于真空中半徑為R的半圓柱形玻璃