2025年高中物理试卷(带答案)第1讲　光的折射　全反射.docx

第1讲光的折射全反射

课程标准

素养目标

1.理解光的折射定律，会测量折射率．

2．知道光的全反射现象及其产生条件．

3．初步了解光纤的工作原理、应用．

物理观念：知道光的折射率，折射定律，光的全反射、光导纤维．

科学思维：从不同角度思考光的传播问题；利用折射定律解决实际问题，知道玻璃砖、棱镜等模型的应用．

考点一折射定律折射率

【必备知识·自主落实】

1．折射现象在折射现象中，光路是可逆的

光从一种介质斜射入另一种介质时传播方向发生________的现象，如图所示(以光从空气射入水中为例)．

2．折射定律

(1)内容：折射光线与入射光线、法线处在________内，折射光线与入射光线分别位于法线的________；入射角的正弦与折射角的正弦成________比．

(2)表达式：________＝n.

3．折射率

(1)折射率是衡量材料________性能的重要指标．

(3)计算式：n＝________，因为vc，所以任何介质的折射率都________1.

【关键能力·思维进阶】

1．[2023·江苏卷]地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲．下列光路图中能描述该现象的是()

2.

[2024·山东济南模拟预测]现要测量一玻璃圆盘的折射率，但是由于手边没有角度测量工具，一同学想到用表盘辅助测量．使一束单色光从11点处水平射入，发现从7点处水平射出，则玻璃折射率n为()

A.1.5B．2C．2D．3

3．[2023·全国乙卷]如图，一折射率为2的棱镜的横截面为等腰直角三角形△ABC，AB＝AC＝l，BC边所在底面上镀有一层反射膜．一细光束沿垂直于BC方向经AB边上的M点射入棱镜，若这束光被BC边反射后恰好射向顶点A，求M点到A点的距离．

思维提升

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，也反映了光在该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．

①同一种介质中，频率越大的光折射率越大，传播速度越小．

②同一种光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同．

考点二光的全反射

【必备知识·自主落实】

光密、光疏介质是相对的

1．定义：光从光密介质射入光疏介质，当入射角增大到某一角度时，折射光线将全部________，只剩下反射光线的现象．

2．条件

(1)光从光密介质射入________介质．

(2)入射角________临界角．

3．临界角

(1)定义：折射角等于________时的入射角．

(2)公式：sinC＝1n.若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，由n＝sinθ1sinθ2得

(3)大小：介质的折射率n越大，发生全反射的临界角C越________．

4．应用实例：光导纤维、全反射棱镜

【关键能力·思维进阶】

考向1全反射的条件

例1如图，王亚平在天宫课堂上演示了水球光学实验，在失重环境下，往水球中央注入空气，形成了一个明亮的气泡．若入射光在气泡表面的P点恰好发生全反射，反射角为θ，光在真空中传播速度为c，则()

A．光从空气进入水球，波长变短

B．光从空气进入水球，频率变大

C．水的折射率n＝sinθ

D．光在水球中的传播速度v＝c

考向2全反射条件的应用

例2[2023·浙江6月]在水池底部水平放置三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体，直角边的长度为0.9m，水的折射率n＝43，细灯带到水面的距离h＝710m，则有光射出的水面形状(用阴影表示)为(

考向3光导纤维

例3[2024·安徽校联考模拟预测]光纤通信有传输容量大、传输衰减小、抗干扰性及保密性强等多方面的优点，我国的光纤通信起步较早，现已成为技术先进的几个国家之一，如图甲是光纤的示意图，图乙是光纤简化示意图(内芯简化为长直玻璃丝，外套简化为真空)，玻璃丝长为AC＝L，折射率为n，AB、CD代表端面，光从AB端面以某一入射角θ进入玻璃丝，在玻璃丝内部恰好发生全反射，已知光在真空中传播速度为c，下列选项正确的是()

A．内芯相对于外套是光疏介质

B．sinθ＝1

C．光在玻璃丝中传播的速度为csinθ

D．光在玻璃丝中从AB端面传播到CD端面所用的时间为n2

考向4光的折射和全反射的综合应用

例4[2023·山东卷]

一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量，其部分原理简化如图所示．两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M、N，相距为d，直径均为2a，折射率为n(n2)．M、N下端横截面平齐且与被测物体表面平行．激光在M内多次全反射后从下端面射向被测物体，经被测物体表面镜面反射至N下端面，N下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距