2020版物理全程復(fù)習(xí)方略配套滬科版：選修-光的折射全反射ppt課件

1、第1講 光的折射 全反射考點(diǎn)考點(diǎn)1 1 光的折射定律和折射率光的折射定律和折射率1.1.折射現(xiàn)象：折射現(xiàn)象：光從一種介質(zhì)斜射進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)傳播方向光從一種介質(zhì)斜射進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)傳播方向_的現(xiàn)象的現(xiàn)象. .改變改變2.2.折射定律折射定律(1)(1)內(nèi)容：折射光線與入射光線、法線處內(nèi)容：折射光線與入射光線、法線處在在_內(nèi)，折射光線與入射光線分內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線別位于法線_；入射角的正弦與折；入射角的正弦與折射角的正弦射角的正弦_._.(2)(2)表達(dá)式：表達(dá)式：_=n,_=n,式中式中n n是常數(shù)是常數(shù). .(3)(3)在光的折射現(xiàn)象中，光路是在光的折射現(xiàn)象中，光路是_的的.

2、 .同一平面同一平面兩側(cè)兩側(cè)成正比成正比sinisinr可逆可逆3.3.折射率折射率(1)(1)定義：某種介質(zhì)的折射率，等于光在真空中的傳播速度定義：某種介質(zhì)的折射率，等于光在真空中的傳播速度c c跟跟光在這種介質(zhì)中的光在這種介質(zhì)中的_之比之比. .(2)(2)物理意義：折射率僅反映介質(zhì)的物理意義：折射率僅反映介質(zhì)的_特性，折射率大，特性，折射率大，說明光從真空射入到該介質(zhì)時(shí)偏折大，反之偏折小說明光從真空射入到該介質(zhì)時(shí)偏折大，反之偏折小. .(3)(3)決定因素：折射率由介質(zhì)本身的光學(xué)性質(zhì)和光的決定因素：折射率由介質(zhì)本身的光學(xué)性質(zhì)和光的_決定決定. .(4)(4)計(jì)算公式：計(jì)算公式：n= n=

3、 因因v vc,c,故任何介質(zhì)的折射率總故任何介質(zhì)的折射率總_( (填填“大于或大于或“小于小于”)1.)1.光學(xué)光學(xué)頻率頻率大于大于傳播速度傳播速度v vcv，4.4.光密介質(zhì)與光疏介質(zhì)光密介質(zhì)與光疏介質(zhì)(1)(1)光密介質(zhì)：折射率光密介質(zhì)：折射率_的介質(zhì)的介質(zhì). .(2)(2)光疏介質(zhì)：折射率光疏介質(zhì)：折射率_的介質(zhì)的介質(zhì). .(3)(3)光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是_._.同種介質(zhì)相對(duì)不同介質(zhì)可同種介質(zhì)相對(duì)不同介質(zhì)可能是光密介質(zhì)，也可能是光疏介質(zhì)能是光密介質(zhì)，也可能是光疏介質(zhì). .較大較大較小較小相對(duì)的相對(duì)的1.1.對(duì)折射率的理解對(duì)折射率的理解(1)(1)公式公式n= n=

4、中，不論是光從真空射入介質(zhì)，還是從介質(zhì)射中，不論是光從真空射入介質(zhì)，還是從介質(zhì)射入真空，入真空，i i總是真空中的光線與法線間的夾角，總是真空中的光線與法線間的夾角，r r總是介質(zhì)中的總是介質(zhì)中的光線與法線間的夾角光線與法線間的夾角. .(2)(2)折射率由介質(zhì)本身性質(zhì)決定，與入射角的大小無關(guān)折射率由介質(zhì)本身性質(zhì)決定，與入射角的大小無關(guān). .(3)(3)折射率與介質(zhì)的密度沒有關(guān)系，光密介質(zhì)不是指密度大的折射率與介質(zhì)的密度沒有關(guān)系，光密介質(zhì)不是指密度大的介質(zhì)介質(zhì). .sinisinr(4)(4)折射率的大小不僅與介質(zhì)本身有關(guān)，還與光的頻率有關(guān)折射率的大小不僅與介質(zhì)本身有關(guān)，還與光的頻率有關(guān). .

5、同同一種介質(zhì)中，頻率越大的色光折射率越大，傳播速度越小一種介質(zhì)中，頻率越大的色光折射率越大，傳播速度越小. .(5)(5)同一種色光，在不同介質(zhì)中雖然波速、波長(zhǎng)不同，但頻率相同一種色光，在不同介質(zhì)中雖然波速、波長(zhǎng)不同，但頻率相同同. .2.2.平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱體平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱體( (球球) )對(duì)光路的控制對(duì)光路的控制類別類別工程工程 平行玻璃磚平行玻璃磚 三棱鏡三棱鏡 圓柱體球）圓柱體球） 構(gòu)造構(gòu)造 玻璃磚上下表面玻璃磚上下表面是平行的是平行的 橫截面為三角形橫截面為三角形的三棱鏡的三棱鏡 橫截面是圓橫截面是圓 類別類別工程工程 平行玻璃磚平行玻璃磚 三棱鏡三棱鏡 圓柱體球）

6、圓柱體球） 對(duì)光線對(duì)光線的作用的作用 通過平行玻璃磚的光線通過平行玻璃磚的光線不改變傳播方向，但要不改變傳播方向，但要發(fā)生側(cè)移發(fā)生側(cè)移 通過三棱鏡的光線經(jīng)通過三棱鏡的光線經(jīng)兩次折射后，出射光兩次折射后，出射光線向棱鏡底面偏折線向棱鏡底面偏折圓界面的法線是過圓界面的法線是過圓心的直線，經(jīng)過圓心的直線，經(jīng)過兩次折射后向圓心兩次折射后向圓心偏折偏折iriABdhOABCirOri類別類別工程工程 平行玻璃磚平行玻璃磚 三棱鏡三棱鏡 圓柱體球）圓柱體球） 測(cè)定玻璃的折射率測(cè)定玻璃的折射率 全反射棱鏡，改變?nèi)瓷淅忡R，改變光的傳播方向光的傳播方向 改變光的傳播方向改變光的傳播方向 應(yīng)用應(yīng)用 考點(diǎn)考點(diǎn)2

7、2 全反射和光的色散現(xiàn)象全反射和光的色散現(xiàn)象1.1.全反射全反射(1)(1)條件：條件：光從光密介質(zhì)射入光從光密介質(zhì)射入_._.入射角入射角_臨界角臨界角. .(2)(2)現(xiàn)象：折射光完全消失，只剩下現(xiàn)象：折射光完全消失，只剩下_._.(3)(3)臨界角：折射角等于臨界角：折射角等于9090時(shí)的入射角，用時(shí)的入射角，用C C表示，表示，sinC=_.sinC=_.光疏介質(zhì)光疏介質(zhì)大于或等于大于或等于反射光反射光1n(4)(4)應(yīng)用：應(yīng)用：全反射棱鏡全反射棱鏡. .光導(dǎo)纖維，如圖光導(dǎo)纖維，如圖. .2.2.光的色散光的色散(1)(1)色散現(xiàn)象色散現(xiàn)象: :白光通過三棱鏡會(huì)形成由白光通過三棱鏡會(huì)形

8、成由_到到_七種色光組成的彩色光譜七種色光組成的彩色光譜, ,如圖如圖. .(2)(2)成因成因: :由于由于n n紅紅nnn靛靛nn藍(lán)藍(lán)nn綠綠nn黃黃nn橙橙nn紅紅比較不同色光臨界角的比較不同色光臨界角的大小關(guān)系時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)誤大小關(guān)系時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)誤. .沒有根據(jù)臨界角公式?jīng)]有根據(jù)臨界角公式sinC= sinC= 比較出比較出不同色光在不同色光在abab面上發(fā)生全反射的臨界面上發(fā)生全反射的臨界角的大小關(guān)系導(dǎo)致錯(cuò)解角的大小關(guān)系導(dǎo)致錯(cuò)解. .由不同色光折由不同色光折射率的大小關(guān)系，可以知道不同色光射率的大小關(guān)系，可以知道不同色光臨界角的大小關(guān)系為臨界角的大小關(guān)系為C C紫紫CC靛靛CC藍(lán)藍(lán)CC綠綠CC

9、黃黃CC橙橙Cncnbnancnb，由此可知，由此可知，a a光的頻率最大，傳播速度最小，波長(zhǎng)最短，光的頻率最大，傳播速度最小，波長(zhǎng)最短，b b光的光的頻率最小，波長(zhǎng)最長(zhǎng)，故選項(xiàng)頻率最小，波長(zhǎng)最長(zhǎng)，故選項(xiàng)C C正確正確. .4.4.如下圖如下圖, ,有一束平行于等邊三棱鏡截有一束平行于等邊三棱鏡截面面ABCABC的單色光從空氣射向的單色光從空氣射向E E點(diǎn)點(diǎn), ,并偏折到并偏折到F F點(diǎn)點(diǎn), ,已知入射方向與邊已知入射方向與邊ABAB的夾角為的夾角為=30=30, ,E E、F F分別為邊分別為邊ABAB、BCBC的中點(diǎn)的中點(diǎn), ,那么那么( )( )A.A.該棱鏡的折射率為該棱鏡的折射率為

10、B.B.光在光在F F點(diǎn)發(fā)生全反射點(diǎn)發(fā)生全反射C.C.光從空氣進(jìn)入棱鏡光從空氣進(jìn)入棱鏡, ,波長(zhǎng)變小波長(zhǎng)變小D.D.從從F F點(diǎn)出射的光束與入射到點(diǎn)出射的光束與入射到E E點(diǎn)的光束平行點(diǎn)的光束平行3【解析】選【解析】選A A、C.C.在在E E點(diǎn)作出法線可知入射角為點(diǎn)作出法線可知入射角為6060, ,折射角為折射角為3030, ,折射率為折射率為 ，A A對(duì)對(duì); ;由光路的可逆性可知由光路的可逆性可知, ,在在BCBC邊上的入邊上的入射角小于臨界角射角小于臨界角, ,不會(huì)發(fā)生全反射不會(huì)發(fā)生全反射,B,B錯(cuò)錯(cuò); ;根據(jù)公式根據(jù)公式介介= =可知可知C C對(duì)對(duì); ;三棱鏡兩次折射使得光線都向底邊偏

11、折三棱鏡兩次折射使得光線都向底邊偏折, ,不會(huì)與入射不會(huì)與入射到到E E點(diǎn)的光束平行點(diǎn)的光束平行, ,故故D D錯(cuò)錯(cuò). .3n空氣5.(20195.(2019天津高考天津高考) )某同學(xué)用大頭針、三某同學(xué)用大頭針、三角板、量角器等器材測(cè)半圓形玻璃磚的折角板、量角器等器材測(cè)半圓形玻璃磚的折射率射率. .開始玻璃磚的位置如圖中實(shí)線所示，開始玻璃磚的位置如圖中實(shí)線所示，使大頭針使大頭針P1P1、P2P2與圓心與圓心O O在同一直線上，該在同一直線上，該直線垂直于玻璃磚的直徑邊，然后使玻璃直線垂直于玻璃磚的直徑邊，然后使玻璃磚繞圓心磚繞圓心O O緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)在玻璃磚的直徑邊一側(cè)觀察緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)在玻

12、璃磚的直徑邊一側(cè)觀察P1P1、P2P2的的像，且像，且P2P2的像擋住的像擋住P1P1的像的像. .如此觀察，當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)到圖中虛線位如此觀察，當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)到圖中虛線位置時(shí)，上述現(xiàn)象恰好消失置時(shí)，上述現(xiàn)象恰好消失. .此時(shí)只須測(cè)量出此時(shí)只須測(cè)量出_，即可計(jì)算，即可計(jì)算出玻璃磚的折射率出玻璃磚的折射率. .請(qǐng)用你的測(cè)量量表示出折射率請(qǐng)用你的測(cè)量量表示出折射率n=_.n=_.【解析】若半圓形玻璃磚轉(zhuǎn)過【解析】若半圓形玻璃磚轉(zhuǎn)過角時(shí)在半圓形玻璃磚直徑一角時(shí)在半圓形玻璃磚直徑一側(cè)恰好看不到側(cè)恰好看不到P1P1、P2P2的像，那么此時(shí)恰好發(fā)生了全反射的像，那么此時(shí)恰好發(fā)生了全反射. .則過則過P1P1、P2

13、P2的光線在玻璃磚內(nèi)的入射角為的光線在玻璃磚內(nèi)的入射角為，在空氣中折射角為，在空氣中折射角為9090，根據(jù)折射定律得，根據(jù)折射定律得n= n= ，只要測(cè)出，只要測(cè)出，就可，就可求出玻璃磚的折射率求出玻璃磚的折射率. .答案：玻璃磚直徑邊繞答案：玻璃磚直徑邊繞O O點(diǎn)轉(zhuǎn)過的角度點(diǎn)轉(zhuǎn)過的角度sin901sinsin1sin6.6.如下圖如下圖, ,一透明球體置于空氣一透明球體置于空氣中中, ,球半徑球半徑R=10 cm,R=10 cm,折射率折射率n=n=MNMN是一條通過球心的直線是一條通過球心的直線, ,單色細(xì)單色細(xì)光束光束ABAB平行于平行于MNMN射向球體射向球體,B,B為入射點(diǎn)為入射點(diǎn),

14、AB,AB與與MNMN間距為間距為 cm,CDcm,CD為出射光線為出射光線. .(1)(1)補(bǔ)全光路圖并求出光從補(bǔ)全光路圖并求出光從B B點(diǎn)傳到點(diǎn)傳到C C點(diǎn)的時(shí)間點(diǎn)的時(shí)間; ;(2)(2)求求CDCD與與MNMN所成的角所成的角.2,5 2【解析】【解析】(1)(1)連接連接BC,BC,如下圖如下圖. .在在B B點(diǎn)光線的入射角、折射角分別標(biāo)點(diǎn)光線的入射角、折射角分別標(biāo)為為i i、r r，sini= ,sini= ,所以所以i=45i=45. .由折射定律：在由折射定律：在B B點(diǎn)有：點(diǎn)有：n= n= ，sinr= ,sinr= ,故故r=30r=30, ,BC=2Rcosr,t= BC=

15、2Rcosr,t= 代入數(shù)據(jù)解得代入數(shù)據(jù)解得t=8.2t=8.210-10 s10-10 s(2)(2)由幾何關(guān)系可知由幾何關(guān)系可知COP=15COP=15,OCP=135,OCP=135,=30,=30答案答案:(1):(1)見解析見解析 (2)30(2)305 22102sinisinr12BCn2Rncosr.cc7.(1)7.(1)如下圖，空氣中有一折射率如下圖，空氣中有一折射率為為 的玻璃柱體，其橫截面是圓心的玻璃柱體，其橫截面是圓心角為角為9090、半徑為、半徑為R R的扇形的扇形OABOAB，一束，一束平行光平行于橫截面，以平行光平行于橫截面，以4545入射角入射角照射到照射到O

16、AOA上，上，OBOB不透光，若只考慮不透光，若只考慮首次入射到圓弧首次入射到圓弧 上的光，那么上的光，那么 上上有光透出部分的弧長(zhǎng)為有光透出部分的弧長(zhǎng)為( )( )A. RA. RB. RB. RC. RC. RD. RD. R2161314512ABAB(2)(2)如圖是一個(gè)如圖是一個(gè) 圓柱體棱鏡的截面圖，圓柱體棱鏡的截面圖，圖中圖中E E、F F、G G、H H將半徑將半徑OMOM分成分成5 5等份，虛等份，虛線線EE1EE1、FF1FF1、GG1GG1、HH1HH1平行于半徑平行于半徑ONON，ONON邊可吸收到達(dá)其上的所有光線邊可吸收到達(dá)其上的所有光線. .已知該已知該棱鏡的折射率棱

17、鏡的折射率n= n= ，若平行光束垂直入，若平行光束垂直入射并覆蓋射并覆蓋OMOM，則光線從，則光線從MNMN弧上的哪一部弧上的哪一部分射出？分射出？1453【解析】【解析】(1)(1)選選B.B.由由sinC= sinC= 可知可知, ,光光在玻璃柱體中發(fā)生全反射的臨界角在玻璃柱體中發(fā)生全反射的臨界角C=45C=45. .據(jù)折射定律可知所有光線從據(jù)折射定律可知所有光線從AOAO進(jìn)入玻璃柱體后的折射角均為進(jìn)入玻璃柱體后的折射角均為3030. .從從O O點(diǎn)入射后的折射光線將沿半徑從點(diǎn)入射后的折射光線將沿半徑從C C點(diǎn)射出點(diǎn)射出. .假設(shè)從假設(shè)從E E點(diǎn)入射的光線經(jīng)折點(diǎn)入射的光線經(jīng)折射后到達(dá)射后

18、到達(dá)D D點(diǎn)時(shí)剛好發(fā)生全反射，那么點(diǎn)時(shí)剛好發(fā)生全反射，那么ODE=45ODE=45. .如下圖，如下圖，由幾何關(guān)系可知由幾何關(guān)系可知=45=45，故弧長(zhǎng)，故弧長(zhǎng) RR，故，故B B正確正確. .1n1DC4(2)(2)由該棱鏡的折射率由該棱鏡的折射率n= n= 可知其臨界角可知其臨界角C C滿足：滿足：sinC= sinC= 可求出可求出GG1GG1左邊的入射光線沒有發(fā)生全反射，其右邊的光線全左邊的入射光線沒有發(fā)生全反射，其右邊的光線全部發(fā)生全反射部發(fā)生全反射. .所以光線只能從圓弧所以光線只能從圓弧NG1NG1射出射出. .答案：答案：(1)B (2)(1)B (2)光線只能從圓弧光線只能從

19、圓弧NG1NG1射出射出【總結(jié)提升】如何尋找光線照射的范圍【總結(jié)提升】如何尋找光線照射的范圍求光線照射的范圍時(shí)，關(guān)鍵是找出邊界光線，如果發(fā)生全反射，求光線照射的范圍時(shí)，關(guān)鍵是找出邊界光線，如果發(fā)生全反射，剛好能發(fā)生全反射時(shí)的臨界光線就是一條邊界光線，而另一條剛好能發(fā)生全反射時(shí)的臨界光線就是一條邊界光線，而另一條光線可以通過分析找出光線可以通過分析找出. .確定臨界光線時(shí)，關(guān)鍵是確定光線在什確定臨界光線時(shí)，關(guān)鍵是確定光線在什么位置時(shí)入射角等于臨界角么位置時(shí)入射角等于臨界角. . 5313n5，8.8.在在“測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)中測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)中(1)(1)操作步驟如下：操作步驟如下：先在白

20、紙上畫出一條直線先在白紙上畫出一條直線aaaa代表兩種介質(zhì)的界面，過代表兩種介質(zhì)的界面，過aaaa上的上的O O點(diǎn)畫出界面的法線點(diǎn)畫出界面的法線NNNN，并畫一條線段，并畫一條線段AOAO作為入射光線作為入射光線. .把長(zhǎng)方形玻璃磚放在白紙上，使它的長(zhǎng)邊跟把長(zhǎng)方形玻璃磚放在白紙上，使它的長(zhǎng)邊跟aaaa對(duì)齊對(duì)齊. .在線段在線段AOAO上豎直地插上兩枚大頭針上豎直地插上兩枚大頭針P1P1、P2P2，透過玻璃磚觀察，透過玻璃磚觀察大頭針大頭針P1P1、P2P2的像的像. .調(diào)整視線方向，直到調(diào)整視線方向，直到P1P1的像被的像被P2P2擋住擋住. .再在再在觀察的這一側(cè)插兩枚大頭針觀察的這一側(cè)插兩

21、枚大頭針P3P3、P4P4，使，使P3P3擋住擋住P1P1、P2P2的像，的像，P4P4擋住擋住P1P1、P2P2的像和的像和P3P3，記下，記下P3P3、P4P4的位置的位置. .移去大頭針和玻璃磚，連接移去大頭針和玻璃磚，連接P3P3、P4P4作為折射光線，測(cè)量出入作為折射光線，測(cè)量出入射角射角11與折射角與折射角22，填入表格中，填入表格中. .上述操作步驟中存在嚴(yán)重的缺漏，應(yīng)作的補(bǔ)充是上述操作步驟中存在嚴(yán)重的缺漏，應(yīng)作的補(bǔ)充是_._.(2)(2)實(shí)驗(yàn)中測(cè)出了多組入射角實(shí)驗(yàn)中測(cè)出了多組入射角11與折射角與折射角22，并作出了，并作出了sin1-sin2sin1-sin2圖像如圖圖像如圖.

22、 .則下列說法正確的是則下列說法正確的是_._.A.A.實(shí)驗(yàn)時(shí)，光線是由空氣射入玻璃實(shí)驗(yàn)時(shí)，光線是由空氣射入玻璃B.B.玻璃的折射率為玻璃的折射率為0.670.67C.C.玻璃的折射率為玻璃的折射率為1.51.5D.D.玻璃臨界角的正弦值為玻璃臨界角的正弦值為0.670.67【解析】【解析】(1)(1)步驟步驟中應(yīng)在白紙上畫出玻璃磚的另一個(gè)界面中應(yīng)在白紙上畫出玻璃磚的另一個(gè)界面bbbb，步驟步驟中應(yīng)通過中應(yīng)通過P3P3、P4P4的連線與的連線與bbbb的交點(diǎn)的交點(diǎn)OO和和aaaa上的入上的入射點(diǎn)射點(diǎn)O O，作出玻璃磚中的光線，作出玻璃磚中的光線OO.OO.(2)(2)由圖可看出入射角由圖可看出

23、入射角11小于折射角小于折射角22，因而，光線應(yīng)該是由，因而，光線應(yīng)該是由玻璃射入空氣；則玻璃折射率玻璃射入空氣；則玻璃折射率 故故sinCsinC= =0.67= =0.67，所以選項(xiàng)，所以選項(xiàng)C C、D D正確正確. .答案：答案：(1)(1)見解析見解析 (2)C(2)C、D D21sin0.450n1.5sin0.300，11n1.59.(1)9.(1)一束復(fù)色光由空氣射向一塊平行平面玻璃磚，經(jīng)折射分成一束復(fù)色光由空氣射向一塊平行平面玻璃磚，經(jīng)折射分成兩束單色光兩束單色光a a、b.b.已知已知a a光的頻率小于光的頻率小于b b光的頻率光的頻率. .下面哪個(gè)光路下面哪個(gè)光路圖可能是正

24、確的圖可能是正確的( )( )(2)(2019(2)(2019沈陽模擬沈陽模擬) )如下圖，含有兩如下圖，含有兩種單色光的一細(xì)光束，以入射角種單色光的一細(xì)光束，以入射角射入射入厚度為厚度為d d的平行玻璃磚中，該玻璃磚對(duì)兩的平行玻璃磚中，該玻璃磚對(duì)兩種單色光的折射率分別為種單色光的折射率分別為n1n1和和n2n2，且，且n1n2.n1n2.求兩束單色光從下表面射出時(shí)出射點(diǎn)之間的距離求兩束單色光從下表面射出時(shí)出射點(diǎn)之間的距離. .【解析】【解析】(1)(1)選選B.B.由于由于a a光的頻率小于光的頻率小于b b光的頻率，可知光的頻率，可知a a光的折光的折射率小于射率小于b b光的折射率光的折

25、射率. .在上表面在上表面a a、b b兩束單色光的入射角相同，兩束單色光的入射角相同，由折射定律可判斷出由折射定律可判斷出a a光的折射角大于光的折射角大于b b光的折射角光的折射角. .在下表面光在下表面光線由玻璃射向空氣，光線折射率應(yīng)為折射角正弦比入射角正弦，線由玻璃射向空氣，光線折射率應(yīng)為折射角正弦比入射角正弦，故下表面的折射角應(yīng)與上表面的入射角相同，即通過玻璃磚后故下表面的折射角應(yīng)與上表面的入射角相同，即通過玻璃磚后的出射光線應(yīng)與原入射光線平行的出射光線應(yīng)與原入射光線平行. .(2)(2)光路圖如圖所示，光路圖如圖所示，x=x2-x1x=x2-x1聯(lián)立各式解得聯(lián)立各式解得x= x=

26、答案：答案：(1)B (2)(1)B (2)11221122sinnsinrsinnsinrxtanrdxtanrd則22222111dsin ()nsinnsin22222111dsin ()nsinnsin10.(201910.(2019海南高考海南高考) )一賽艇停在平一賽艇停在平靜的水面上，靜的水面上， 賽艇前端有一標(biāo)記賽艇前端有一標(biāo)記P P離離水面的高度為水面的高度為h1=0.6 mh1=0.6 m，尾部下端，尾部下端Q Q略略高于水面；賽艇正前方離賽艇前端高于水面；賽艇正前方離賽艇前端s1s1=0.8 m=0.8 m處有一浮標(biāo)，示意如圖處有一浮標(biāo)，示意如圖. .一潛一潛水員在浮標(biāo)前

27、方水員在浮標(biāo)前方s2=3.0 ms2=3.0 m處下潛到深度為處下潛到深度為h2=4.0 mh2=4.0 m時(shí)，看到標(biāo)時(shí)，看到標(biāo)記剛好被浮標(biāo)擋住，此處看不到船尾端記剛好被浮標(biāo)擋住，此處看不到船尾端Q Q；繼續(xù)下潛；繼續(xù)下潛h=4.0 mh=4.0 m，恰好能看見恰好能看見Q.Q.求：求：(1)(1)水的折射率水的折射率n n；(2)(2)賽艇的長(zhǎng)度賽艇的長(zhǎng)度l.(l.(可用根式表示可用根式表示) )【解析】【解析】(1)(1)如下圖，如下圖，1221122222s0.8shsin41ns3sin35sh(2)(2)剛好看到剛好看到Q Q點(diǎn)時(shí)的光路圖如圖所示點(diǎn)時(shí)的光路圖如圖所示. .船尾發(fā)出的到

28、人眼的光線的折射角等于全反射臨界角，設(shè)為船尾發(fā)出的到人眼的光線的折射角等于全反射臨界角，設(shè)為C C，那么那么x=s1+s2+lx=s1+s2+ly=h2+hy=h2+h聯(lián)立以上聯(lián)立以上4 4個(gè)方程解得個(gè)方程解得答案：答案：(1) (2) (1) (2) 22x1sinCnsinCxy24 71975l4324 7197511.(1)(201911.(1)(2019山東高考山東高考) )如下圖，如下圖，扇形扇形AOBAOB為透明柱狀介質(zhì)的橫截面，為透明柱狀介質(zhì)的橫截面，圓心角圓心角AOB=60AOB=60. .一束平行于角一束平行于角平分線平分線OMOM的單色光由的單色光由OAOA射入介質(zhì)，射入

29、介質(zhì)，經(jīng)經(jīng)OAOA折射的光線恰平行于折射的光線恰平行于OB.OB.求介質(zhì)的折射率求介質(zhì)的折射率. .折射光線中恰好射到折射光線中恰好射到M M點(diǎn)的光線點(diǎn)的光線_(_(填填“能或能或“不能不能”) )發(fā)生全反射發(fā)生全反射. .(2)(2)如下圖，如下圖，A A、B B為一直光導(dǎo)纖維，為一直光導(dǎo)纖維，A A、B B之間距離為之間距離為s s，使一光脈沖信號(hào)，使一光脈沖信號(hào)從光導(dǎo)纖維中間入射，射入后在光從光導(dǎo)纖維中間入射，射入后在光導(dǎo)纖維與空氣的界面上恰好發(fā)生全反射，由導(dǎo)纖維與空氣的界面上恰好發(fā)生全反射，由A A點(diǎn)傳輸?shù)近c(diǎn)傳輸?shù)紹 B點(diǎn)所用點(diǎn)所用時(shí)間為時(shí)間為t t，求光導(dǎo)纖維所用材料的折射率，求光導(dǎo)

30、纖維所用材料的折射率n.n.【解析】【解析】(1)(1)由題意畫出光路圖如圖所示，可得入射角由題意畫出光路圖如圖所示，可得入射角1=601=60，折射角，折射角2=302=30，由折射定律可得此介質(zhì)的折射，由折射定律可得此介質(zhì)的折射率為率為12sinsin60n3sinsin30由題意畫出恰好經(jīng)過由題意畫出恰好經(jīng)過M M點(diǎn)的折射光線如圖所示，可得出此時(shí)點(diǎn)的折射光線如圖所示，可得出此時(shí)射向射向M M點(diǎn)的入射角為點(diǎn)的入射角為180180-30-30-90-90-30-30=30=30，全反射的，全反射的臨界角臨界角 故不能發(fā)生全反射故不能發(fā)生全反射. .(2)(2)光脈沖信號(hào)由光脈沖信號(hào)由A A點(diǎn)進(jìn)入光導(dǎo)纖維后，沿點(diǎn)進(jìn)入光導(dǎo)纖維后，沿AOAO方向照射到方向照射到O O點(diǎn)，此時(shí)點(diǎn)，此時(shí)入射角入射角恰好等于臨界角恰好等于臨界角. .光在此介質(zhì)中的速度為光在此介質(zhì)中的速度為v v，而沿水平方向，而沿水平方向的分速度為的分速度為vsinvsin，沿水平方向傳播的距離為，沿水平方向傳播的距離為s.s.131sinCsin30n32，設(shè)介質(zhì)的折射率為設(shè)介質(zhì)的折射率為n n，則有，則有sin=sinC=