专题11.1　光的折射、全反射【讲】——2023年高考物理一轮复习讲练测（人教）（解析版）.docx

专题11.1　光的折射、全反射【讲】
【讲核心素养】
1.物理观念：折射率、全反射。
（1）知道折射率的概念定义以及其物理意义是描述介质对光的偏折程度的一个物理量。
（2）知道光的全反射现象及其产生的条件。
2.科学思维：折射定律、常见光学介质模型。
（1）通过实验，理解光的折射定律。
（2）掌握常见光学介质模型对光路的控制特点及光路图的构建。
3.科学态度与责任：
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。
【讲考点题型】
【知识点一】折射定律和折射率的理解及应用
1.折射定律
（1）内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
（2）表达式：＝n。
（3）在光的折射现象中，光路是可逆的。
2.折射率
（1）折射率是一个反映介质的光学性质的物理量。
（2）定义式：n＝。
（3）计算公式：n＝，因为v＜c，所以任何介质的折射率都大于1。
（4）当光从真空（或空气）斜射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质斜射入真空（或空气）时，入射角小于折射角。
3.折射率的理解
（1）折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关。
（2）折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质。
（3）同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。
【方法总结】
1.根据折射定律和入射光线画出折射光线，找到入射角和折射角，要注意入射角、折射角是入射光线、折射光线与法线的夹角，而不是入射光线、折射光线与界面的夹角．
2.应用公式n＝时，要牢记sin θ1是入射角的正弦，sin θ2是折射角的正弦，即分子上代真空中光线与法线夹角的正弦值，分母上代介质中光线与法线夹角的正弦值．三角函数关系式要熟练掌握．
例如sin θ＝cos（90°－θ），sin2θ＋cos2θ＝1等．
3.在折射现象中，光路是可逆的．如果遇到光从某种介质射入空气中，入射角和折射角不要代入错误.
4.光的折射问题解题步骤
【例1】（2022·湖南省沅陵县枫香坪九校高三开学考试）如图所示为半圆形玻璃砖，O为圆心，AB是水平直径，C为AO中点，一束单色光斜射到C点，逐渐改变入射方向，当入射光与AB面夹角为θ时，折射光线从圆弧的最高点D点射出，则玻璃砖对光的折射率为（　　）
A． B． C． D．
【答案】 C
【解析】光路图如图所示
设点折射角为，由几何关系可知
根据折射定律可得
故选C。
【素养升华】本题考察的学科素养主要是科学思维及物理观念。要求考生在正确理解折射率的概念。
【变式训练1】（多选）（2022·云南·昆明一中高三开学考试）一个水平放置的透明球壳内一半的体积充满了某种均质透明胶体，如图所示。为了研究胶体的折射率，用一激光笔从下半部分的C点射向球心O，在球壳的上半部分D点接收到光线。将激光笔从C点向A移动，移动过程中保持光线始终射向球心O。当光线与界面AB的夹角θ为53°时，恰好观察不到从界面AB射向空气的光束。此时（     ）
A．胶体的折射率为1.25
B．胶体的折射率为1.67
C．激光在胶体中的传播速度为
D．θ为53°时激光在胶体中的传播时间为
【答案】 BD
【解析】AB．由题知当光线与界面AB的夹角θ为53°时，恰好观察不到从界面AB射向空气的光束，则说明此时光线发生了全反射，有
，C = 37°
代入数据有
n = 1.67
A错误、B正确；
C．根据波速与折射率的关系有
C错误；
D．由于θ为53°时激光在胶体中的传播的距离
s = 2R
根据选项C有
D正确。
故选BD。
【归纳总结】1.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，也反映了光在介质中传播速度的大小v＝。
（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。
【例2】（2022·湖北·高考真题）如图所示，水族馆训练员在训练海豚时，将一发光小球高举在水面上方的A位置，海豚的眼睛在B位置，A位置和B位置的水平距离为d，A位置离水面的高度为d。训练员将小球向左水平抛出，入水点在B位置的正上方，入水前瞬间速度方向与水面夹角为θ。小球在A位置发出的一束光线经水面折射后到达B位置