高考物理一轮复习 第十三章 光 电磁波 相对论 第一节 光的折射 全反射
由几何关系得∠PNO＝∠PQO＝θ2，所以β＋θ2＝60°②
且α＋θ2＝β③
由①②③式得θ2＝15°.④
(2)根据折射率公式有n＝ssiinnθθ12⑤
由④⑤式得n＝
6＋ 2
2≈1.932.
(1)15°
2．一束复色光由空气斜射向一块平行平面玻璃砖，经折 射分成两束单色光 a、b.已知 a 光的频率小于 b 光的频率，下列 光路图正确的是( )
解析：两种单色光射入玻璃砖时的折射角小于入射角，据此 可排除选项 A、B；已知 a 光的频率小于 b 光的频率，那么 a 光 在玻璃砖中的折射率较小，入射角相同时，折射角较大，选项 D 正确．
(2)表达式：ssiinnθθ12＝n. (3)规律：在光的折射现象中，光路是________的． 2．折射率 (1)折射率是一个反映介质的________的物理量． (2)定义式：n＝________.
(3)计算公式：n＝vc，v 为介质中光速，n 为介质的折射率， 总大于 1，故光在介质中的传播速度必________真空中的光速．
类别 平行玻璃砖
项目
三棱镜
圆柱体(球)
应用
测定玻璃的折 射率
改变光的传播 全反射棱镜，改 方向 变光的传播方向
3.应用近似法求解视深 一般瞳孔的宽度d＝2 mm～3 mm，因此i和r都非常小， 如图所示，则sini≈tani＝ha，sinr≈tanr＝ha0.
由折射定律
sini sinr
＝n，得视深公式h＝
答案：B
3．如图所示，一个半径为 R、透明的14球体放置在水平面 上，一束蓝光从 A 点沿水平方向射入球体后经 B 点射出，最后 射到水平面上的 C 点．已知 OA＝R2，该球体对蓝光的折射率 为 3.则它从球面射出时的出射角 β＝________.
若换用一束紫光同样从 A 点射入该球体，则它从球体射出后 落到水平面上形成的光点与 C 点相比，位置________(填“偏 左”、“偏右”或“不变”)．
(3)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．
(4)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．
(5)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．平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制
类别 平行玻璃砖
(2)
6＋ 2
2(或1.932)
光的折射问题的规范求解 1一般解题步骤： ①根据题意准确作出光路图，注意作准法线. ②利用数学知识找到入射角和折射角.,③利用折射定律列 方程.
2应注意的问题： 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.
(1)如何确定透明物体内的折射光线和反射光线？
提示：可先找出M点关于AOB平面的对称点，再确定反
射光线和折射光线．
(2)如何确定透明物体的折射率？
提示：根据光路图确定光线在M点的折射角，由n＝
sinθ1 sinθ2
可求出透明物体的折射率．
(1)如图所示，透明物体内部的光路为折线 MPN， Q、M 点相对于底面 EF 对称，Q、P 和 N 三点共线．
②应用公式
时，一定要确定准哪个角在分子上，
哪个角在分母上. ③注意在折射现象中，光路是可逆的.
1．一束单色光经空气射入玻璃，这束光的( ) A．速度变慢，波长变短 B．速度不变，波长变短 C．频率增高，波长变长 D．频率不变，波长变长 解析：光在玻璃中的传播速度为 v＝nc，所以光经空气进入 玻璃，传播速度减小；由波长、波速和频率三者的关系 v＝λf， 光经空气进入玻璃，频率 f 不变，波长变短． 答案：A
项目
三棱镜
圆柱体(球)结构来自玻璃砖上下表 横截面为三角形
横截面是圆
面是平行的
的三棱镜
类别 平行玻璃砖
项目
三棱镜
圆柱体(球)
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
圆界面的法线 通过三棱镜的光 是过圆心的直 线经两次折射 线，经过两次 后，出射光线向 折射后向圆心 棱镜底面偏折 偏折
解析：由折射定律可知 n＝sin∠sinAβBO＝ 3，由几何关系可 计算出∠ABO＝30°，故 β＝60°.在同种介质中，紫光的折射率 大于蓝光的折射率，所以紫光从球体射出后落到水平面上形成 的光点与 C 点相比，位置偏左．
答案：60° 偏左
4．如图所示，一贮液池高为 H，某人手持手电筒向池中照射 时，光斑落在左边池壁上 a 处，已知 a 与池底相距 h，现保持手 电筒照射方向不变，当池中注满液体后光斑恰好落在出液口处， 此时液面上的光斑与左边池壁相距 L.问：
(4)当光从真空(或空气)射入某种介质时，入射角大于折射 角；当光由介质射入真空(或空气)时，入射角小于折射角．
答案 1．(1)同一平面 正 (3)可逆 2．(1)光学性质 (2)ssiinnθθ12 (3)小于
1．对折射率的理解 (1)公式 n＝ssiinnθθ12中，不论是光从真空射入介质，还是从介 质射入真空，θ1 总是真空中的光线与法线间的夹角，θ2 总是介 质中的光线与法线间的夹角． (2)折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关．
h0 n
，同理可得视高公
式h′＝nh0.
【例1】 一半圆柱形透明物体横截面如图所示，底面 AOB镀银(图中粗线)，O表示半圆截面的圆心，一束光线在横 截面内从M点入射，经过AB面反射后从N点射出，已知光线 在M点的入射角为30°，∠MOA＝60°，∠NOB＝30°.求：
(1)光线在M点的折射角； (2)透明物体的折射率．
第十三章
光 电磁波 相对论
第一节 光的折射 全反射
突破考点01 突破考点02 突破考点03
突破考点04 课时作业 高考真题
突破考点01
光的折射定律
分类例析
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 ________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________比．
新教材高考物理一轮复习第13章光学电磁波相对论第1节光的折射全反射课件
√ 2 +ℎ 2
1
=
3
,解得
4
√7
h= r,故
3
A 正确,B、C、D 错误。
=
2.如图所示,一束单色光从介质1射入介质2,在介质1、2中的波长分别为λ1、
λ2,频率分别为f1、f2,则(
)
A.λ1<λ2
B.λ1>λ2
C.f1<f2
D.f1>f2
答案 B
解析 根据折射定律可知n1<n2,由
n=可得v1>v2,光从一种介质进入另一种
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)光的反射和全反射现象,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
真空或空气时,发生全反射的临界角为C,则sin C=
发生全反射的临界角越小。
1
。介质的折射率越大,
3.全反射棱镜
棱镜对光路的控制
如图所示,玻璃棱镜的截面为等腰直角三角形,当光从图中所示的方向射入
玻璃时,由于光的方向与玻璃面 垂直 ,光线不发生偏折。但在玻璃内部,
光射向玻璃与空气的界面时,入射角 大于
第十三章
第1节 光的折射 全反射
内
容
索
引
01
强基础 增分策略
02
增素能 精准突破
【课程标准】
1.通过实验,理解光的折射定律。会测定材料的折射率。
第十三章第1讲光的折射全反射-2025年高考物理一轮复习PPT课件
第1页
第十三章 光 电磁波 相对论
第1讲 光的折射 全反射
高考一轮总复习•物理
第2页
素养目标 1.了解光的折射和全反射现象．(物理观念) 2.了解折射率的概念和折射定 律．(物理观念) 3.知道光的色散的成因及各种色光的比较．(物理观念) 4.分析光的折射和 全反射问题的一般思路．(科学思维)
高考一轮总复习•物理
第30页
解析：(1)光在透明体中反射两次后垂直于 B 端面射出时，光路图如图甲所示，根据对 称性，光每次反射的入射角相同，都为 θ＝45°.光传播的路程为 4Rcos θ，光在介质中的速度 v＝nc，可以求出光在透明体中的运动时间 t＝2 2cnR.
高考一轮总复习•物理
第31页
高考一轮总复习•物理
解析：由题意作出光路图如图所示
第19页
光线垂直于 BC 方向射入，根据几何关系可知入射角为 45°，由于棱镜折射率为 2，根 据 n＝ssiinn ri，有 sin r＝12，则折射角为 30°
∠BMO＝60°，因为∠B＝45°，所以光在 BC 面的入射角为 θ＝90°－(180°－60°－45°) ＝15°
高考一轮总复习•物理
第26页
典例 2 (2023·湖南卷)(多选)一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援 人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为 α，如图 所示．他发现只有当 α 大于 41°时，岸上救援人员才能收 到他发出的激光光束，下列说法正确的是( )
A．水的折射率为sin141° B．水的折射率为sin149° C．当他以 α＝60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角 小于 60° D．当他以 α＝60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角 大于 60°
高考物理一轮复习 第十三章 光学 电磁波 32 光的折射 全反射课件
)
B
A.λa<λb,na>nb B.λa>λb,na<nb
C.λa<λb,na<nb D.λa>λb,na>nb
解析:一束光经过三棱镜折射后,折射率小的光偏折较小,而折射率小的光
波长较长。所以λa>λb,na<nb。故选项B正确。
12/9/2021
第十三页，共三十八页。
-14-
( jīnɡ
zhǔn)归纳
核心剖析
升
1.(多选)如图所示,两块相同(xiānɡ tónɡ)的玻璃等腰三棱镜ABC置于空气中,两者
的AC面相互平行放置,由红光和蓝光组成的细光束平行于BC面从P点射入,
通过两棱镜后,变为从a、b两点射出的单色光,对于这两束单色光(
)
关闭
玻璃对红光的折射率小于对蓝光的折射率,分析可知,红光在玻璃中传播速
光密介质进入到
光疏
法线,强度越来越弱
,但是反射光线在远离法线的同时强
远离
度越来越强,当入射角达到
角度时,
,只剩
某一
下反射光线。
折射光线全部消失
2.条件:
(1)
;
光从光密介质射向光疏介质
(2) 入射角大于等于临界角
3.临界角:。有sin C= 。
4.应用:(1)全反射棱镜;(2)光导纤维。
红、橙、黄、绿、青、蓝、紫
低→高
小→大
大→小
大→小
大→小
小→大
12/9/2021
第十二页，共三十八页。
-13-
基础( jīchǔ)夯实精准归
纳
(tūpò)强化提升
题组突破
核心(héxīn)剖析归纳
2020高考物理一轮复习第十三章波与相对论第1讲机械振动教案
【2019最新】精选高考物理一轮复习第十三章波与相对论第1讲机械振动教案【研透全国卷】在新课标全国卷中，对本部分知识的考查是在选考题中出现.从近几年的高考试题来看，主要考查简谐运动的图象、波动图象以及波的传播规律等；另外对光学知识的考查主要以折射定律、全反射等为主.预测在2018年高考中，对本部分内容的考查仍将以图象为主，考查振动和波动问题；并以光的折射和全反射为重点考查光学知识.(实验：用单摆测定重力加速度)知识点一简谐运动1.定义：物体在跟位移大小成正比并且总是指向的回复力作用下的振动.2.平衡位置：物体在振动过程中为零的位置.3.回复力(1)定义：使物体返回到的力.(2)方向：总是指向.(3)来源：属于力，可以是某一个力，也可以是几个力的或某个力的.4.简谐运动的两种模型合力分力 4.弹力重力原长2π弹性势能重力势能知识点二简谐运动的公式和图象1.简谐运动的表达式(1)动力学表达式：F＝，其中“－”表示回复力与位移的方向相反.(2)运动学表达式：x＝，其中A代表振幅，ω＝2πf表示简谐运动的快慢，ωt＋φ代表简谐运动的相位，φ叫做.2.简谐运动的图象(1)从开始计时，函数表达式为x＝Asin ωt，图象如图甲所示.②从处开始计时，函数表达式为x＝Acos ωt，图象如图乙所示.答案：1.(1)－kx (2)Asin (ωt＋φ) 初相 2.(1)平衡位置(2)最大位移知识点三受迫振动和共振1.受迫振动系统在作用下的振动.做受迫振动的物体，它做受迫振动的周期(或频率)等于的周期(或频率)，而与物体的固有周期(或频率) .2.共振做受迫振动的物体，它的驱动力的频率与固有频率越接近，其振幅就越大，当二者时，振幅达到最大，这就是共振现象.共振曲线如图所示.答案：1.驱动力驱动力无关 2.相等(1)简谐运动是匀变速运动.( )(2)周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量.( )(3)振幅等于振子运动轨迹的长度.( )(4)简谐运动的回复力可以是恒力.( )(5)弹簧振子每次经过平衡位置时，位移为零、动能最大.( )(6)单摆在任何情况下的运动都是简谐运动.( )(7)物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关.( )(8)简谐运动的图象描述的是振动质点的轨迹.( )答案：(2)√(5)√(7)√简谐运动的角频率与周期公式推导简谐运动的运动方程及速度、加速度的瞬时表达式分别为：振动方程：x＝Acos (ωt ＋φ)速度表达式：v＝x′＝－ωAsin (ωt ＋φ)加速度表达式：a＝v′＝－ω2Acos (ωt ＋φ)又根据牛顿第二定律a＝和回复力F＝－kx得ω＝，T ＝＝2π.考点一简谐运动的特征1.动力学特征：F＝－kx，“－”表示回复力的方向与位移方向相反，k是比例系数，不一定是弹簧的劲度系数.2.运动学特征：简谐运动的加速度与物体偏离平衡位置的位移成正比且方向相反，为变加速运动，远离平衡位置时x、F、a、Ep均增大，v、Ek均减小，靠近平衡位置时则相反.3.运动的周期性特征：相隔T或nT的两个时刻，振子处于同一位置且振动状态相同.4.对称性特征(1)相隔或T(n为正整数)的两个时刻，振子位置关于平衡位置对称，位移、速度、加速度大小相等，方向相反.(2)如图所示，振子经过关于平衡位置O对称的两点P、P′(OP＝OP′)时，速度的大小、动能、势能相等，相对于平衡位置的位移大小相等.(3)振子由P到O所用时间等于由O到P′所用时间，即tPO＝tOP′.(4)振子往复过程中通过同一段路程(如OP段)所用时间相等，即tOP＝tPO.5.能量特征：振动的能量包括动能Ek和势能Ep，简谐运动过程中，系统动能与势能相互转化，系统的机械能守恒.考向1 描述简谐运动的物理量[典例1] 如图所示，弹簧振子在BC间振动，O为平衡位置，BO＝OC＝5 cm，若振子从B到C的运动时间是1 s，则下列说法中正确的是( )A.振子从B经O到C完成一次全振动B.振动周期是1 s，振幅是10 cmC.经过两次全振动，振子通过的路程是20 cmD.从B开始经过3 s，振子通过的路程是30 cm [解析] 振子从B→O→C仅完成了半次全振动，所以周期T＝2×1 s＝2 s，振幅A＝BO＝5 cm.振子在一次全振动中通过的路程为4A＝20 cm，所以两次全振动中通过的路程为 40 cm，3 s的时间为1.5T，所以振子通过的路程为30 cm.[答案] D考向2 简谐运动的对称性和周期性[典例2] (多选)弹簧振子做简谐运动，O为平衡位置，当它经过点O时开始计时，经过0.3 s，第一次到达点M，再经过0.2 s第二次到达点M，则弹簧振子的周期为( )A.0.53 sB.1.4 sD.3 sC.1.6 s [解析] 如图甲所示，设O为平衡位置，OB(OC)代表振幅，振子从O→C所需时间为.因为简谐运动具有对称性，所以振子从M→C所用时间和从C→M所用时间相等，故＝0.3 s＋＝0.4 s，解得T＝1.6 s.如图乙所示，若振子一开始从平衡位置向点B运动，设点M′与点M关于点O对称，则振子从点M′经过点B到点M′所用的时间与振子从点M经过点C到点M所需时间相等，即0.2 s.振子从点O到点M′和从点M′到点O及从点O到点M所需时间相等，为＝ s，故周期为T＝ s＝s≈0.53 s.[答案] AC分析简谐运动的技巧(1)分析简谐运动中各物理量的变化情况时，一定要以位移为桥梁，位移增大时，振动质点的回复力、加速度、势能均增大，速度、动能均减小，反之，则产生相反的变化.另外，各矢量均在其值为零时改变方向.(2)分析过程中要特别注意简谐运动的周期性和对称性.考点简谐运动的公式和图象1.对简谐运动图象的认识(1)简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线，如图所示.(2)图象反映的是位移随时间的变化规律，随时间的增加而延伸，图象不代表质点运动的轨迹.2.图象信息(1)由图象可以得出质点做简谐运动的振幅、周期和频率.(2)可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移.(3)可以确定某时刻质点回复力、加速度的方向：因回复力总是指向平衡位置，故回复力和加速度在图象上总是指向t轴.(4)确定某时刻质点速度的方向：速度的方向可以通过下一时刻位移的变化来判定，下一时刻位移如增加，振动质点的速度方向就是远离t轴；下一时刻位移如减小，振动质点的速度方向就是指向t轴.(5)比较不同时刻回复力、加速度的大小.(6)比较不同时刻质点的动能、势能的大小.考向1 简谐运动公式的应用[典例3] (多选)如图所示，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动.以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为y＝0.1sin (2.5πt) m.t＝0时刻，一小球从距物块h高处自由落下；t＝0.6 s时，小球恰好与物块处于同一高度.取重力加速度g＝10 m/s2.以下判断正确的是( )A.h＝1.7 mB.简谐运动的周期是0.8 sC.0.6 s内物块运动的路程为0.2 mD.t＝0.4 s时，物块与小球运动方向相反[问题探究] (1)小物块做简谐运动的振幅是多少？周期为多少？(2)在0.6 s内，小物块的位移是多少？路程是多少？[提示] (1)A＝0.1 m T＝0.8 s(2)x＝－0.1 m s＝0.3 m [解析] 由物块简谐运动的表达式y＝0.1sin (2.5πt) m知，ω＝2.5π，T＝＝s＝0.8 s，选项B正确；t＝0.6 s时，y＝－0.1 m，对小球：h＋|y|＝gt2，解得h＝1.7 m，选项A正确；物块0.6 s内运动的路程为0.3 m，t＝0.4 s时，物块经过平衡位置向下运动，与小球运动方向相同，故选项C、D错误.[答案] AB [变式1] (多选)某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x＝Asin t，则质点( )A.第1 s末与第3 s末的位移相同B.第1 s末与第3 s末的速度相同C.3 s末至5 s末的位移方向都相同D.3 s末至5 s末的速度方向都相同答案：AD 解析：因为ω＝，所以T＝＝8 s，作出简谐运动的图象如图所示.所以1 s末和3 s末的位移相同，但速度方向相反，A正确，B错误；3 s末和5 s末位移方向相反，C项错误；根据简谐运动的对称性可知D项正确.考向2 简谐运动图象的应用[典例4] (2017·广东深圳一调)(多选)一个质点经过平衡位置O，在A、B间做简谐运动，如图(a)所示，它的振动图象如图(b)所示，设向右为正方向，下列说法正确的是( )图(a) 图(b)A.OB＝5 cmB.第0.2 s末质点的速度方向是A→OC.第0.4 s末质点的加速度方向是A→OD.第0.7 s末时质点位置在O点与A点之间E.在4 s内完成5次全振动[解析] 由图(b)可知振幅为5 cm，则OB＝OA＝5 cm，A项正确；由图可知0～0.2s内质点从B向O运动，第0.2 s末质点的速度方向是B→O，B项错误；由图可知第0.4 s末质点运动到A点处，则此时质点的加速度方向是A→O，C项正确；由图可知第0.7 s末时质点位置在O与B之间，D项错误；由图(b)可知周期T＝0.8 s，则在4 s内完成全振动的次数为＝5，E项正确.[答案] ACE[变式2] (多选)如图所示，虚线和实线分别为甲、乙两个弹簧振子做简谐运动的图象.已知甲、乙两个振子质量相等.则( )A.甲、乙两振子的振幅之比为2∶1B.甲、乙两振子的频率之比为1∶2C.前2 s内甲、乙两振子的加速度均为正值D.第2 s末甲的速度最大，乙的加速度最大答案：AD 解析：根据甲、乙两个振子做简谐运动的图象可知，两振子的振幅A甲＝2 cm，A乙＝1 cm，甲、乙两振子的振幅之比为2∶1，选项A正确；甲振子的周期为4 s，频率为0.25 Hz，乙振子的周期为8 s，频率为0.125 Hz，甲、乙两振子的频率之比为2∶1，选项B错误；前2 s内，甲的加速度为负值，乙的加速度为正值，选项C错误；第2 s末甲通过平衡位置，速度最大，乙在最大位移处加速度最大，选项D正确.对简谐运动的进一步理解(1)简谐运动的图象不是振动质点的轨迹，它表示的是振动物体的位移随时间变化的规律.(2)因回复力总是指向平衡位置，故回复力和加速度在图象上总是指向t轴.(3)速度方向可以通过下一个时刻位移的变化来判定：下一个时刻位移如果增加，振动质点的速度方向就远离t轴；下一个时刻的位移如果减小，振动质点的速度方向就指向t轴.考点受迫振动和共振1.自由振动、受迫振动和共振的关系比较(1)共振曲线：如图所示，横坐标为驱动力频率f，纵坐标为振幅A.它直观地反映了驱动力频率对某振动系统受迫振动振幅的影响，由图可知，f与f0越接近，振幅A越大；当f＝f0时，振幅A最大.(2)受迫振动中系统能量的转化：受迫振动系统机械能不守恒，系统与外界时刻进行能量交换.考向1 对受迫振动及共振条件的理解[典例5] (2017·江西重点中学联考)(多选)如图所示，曲轴上挂一个弹簧振子，转动摇把，曲轴可带动弹簧振子上下振动.开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为2 Hz.现匀速转动摇把，转速为240 r/min.则( )A.当振子稳定振动时，它的振动周期是0.5 sB.当振子稳定振动时，它的振动频率是4 HzC.当转速增大时，弹簧振子的振幅增大D.当转速减小时，弹簧振子的振幅增大E.振幅增大的过程中，外界对弹簧振子做正功[解析] 摇把匀速转动的频率f＝n＝ Hz＝4 Hz，周期T＝＝0.25 s，当振子稳定振动时，它的振动周期及频率均与驱动力的周期及频率相等，A错误，B正确.当转速减小时，其频率将更接近振子的固有频率2 Hz，弹簧振子的振幅将增大，C错误，D正确.外界对弹簧振子做正功，系统机械能增大，振幅增大，故E正确.[答案] BDE考向2 共振曲线的应用[典例6] (多选)一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)如图所示，则下列说法正确的是( )A.此单摆的固有周期约为2 sB.此单摆的摆长约为1 mC.若摆长增大，单摆的固有频率增大D.若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动[解析] 由共振曲线可知，单摆固有频率为 0.5 Hz，所以固有周期为2 s，根据周期公式T＝2π可计算摆长约为 1 m.摆长增大，由T＝2π可知，周期变大，频率变小，共振曲线的峰将向左移动.[答案] AB1.无论发生共振与否，受迫振动的频率都等于驱动力的频率，但只有发生共振现象时振幅才能达到最大.2.受迫振动系统中的能量转化不再只有系统内部动能和势能的转化，还有驱动力对系统做正功补偿系统因克服阻力而损失的机械能.考点实验：用单摆测定重力加速度1.实验原理：由单摆的周期公式T＝2π，可得出g＝l，测出单摆的摆长l和振动周期T，就可求出当地的重力加速度g.2.实验步骤(1)做单摆：取约1 m长的细丝线穿过带中心孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然后把线的另一端用铁夹固定在铁架台上，让摆球自然下垂，如图所示.(2)测摆长：用毫米刻度尺量出摆线长L(精确到毫米)，用游标卡尺测出小球直径D，则单摆的摆长l＝L＋.(3)测周期：将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于5°)，然后释放小球，记下单摆摆动30～50次的总时间，算出平均每摆动一次的时间，即为单摆的振动周期.(4)改变摆长，重做几次实验.3.数据处理(1)公式法：g＝l.(2)图象法：画lT2图象.4.注意事项(1)选用1 m左右的细线.(2)悬线顶端不能晃动，需用夹子夹住，保证顶点固定.(3)小球在同一竖直面内摆动，且摆角小于10°.(4)选择在摆球摆到平衡位置处开始计时，并数准全振动的次数.(5)小球自然下垂时，用毫米刻度尺量出悬线长l′，用游标卡尺测量小球的直径，然后算出摆球的半径r，则摆长l＝l′＋r.考向1 对实验原理与操作的考查甲[典例7] 根据单摆周期公式T＝2π，可以通过实验测量当地的重力加速度.如图甲所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆.乙(1)用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图乙所示，读数为mm.(2)以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有.a.摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些b.摆球尽量选择质量大些、体积小些的c.为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度d.拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5°，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔Δt即为单摆周期T e.拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5°，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间Δt，则单摆周期T＝Δt50[解析] (1)按照游标卡尺的读数原则得小钢球直径为18 mm＋6×0.1 mm＝18.6 mm.(2)单摆的构成条件：细线质量要小，弹性要小；球要选体积小、密度大的；偏角不超过5°，故a、b正确，c错误.为了减小测量误差，要从摆球摆过平衡位置时计时，且需测量多次全振动所用时间，然后计算出一次全振动所用的时间，故d错误，e正确.[答案] (1)18.6 (2)abe考向2 对数据处理和误差分析的考查[典例8] 某同学利用单摆测量重力加速度.(1)为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是.A.组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球B.组装单摆须选用轻且不易伸长的细线C.实验时须使摆球在同一竖直面内摆动D.摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大(2)如图所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约1 m的单摆.实验时，由于仅有量程为20 cm、精度为1 mm的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期T1；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆的周期T2；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离ΔL.用上述测量结果，写出重力加速度的表达式 g＝. [解析] (1)应选用密度较大且直径较小的摆球，A错.在摆动中要尽力保证摆长不变，故应选用不易伸长的细线，B对.摆动中要避免单摆成为圆锥摆，摆球要在同一竖直面内摆动，C对.摆动中摆角要控制在5°以内，所以D错.(2)设两次摆动时单摆的摆长分别为L1和L2，则T1＝2π，T2＝2π，则ΔL＝(T－T)，因此，g＝.[答案] (1)BC (2)4π2ΔLT21－T221.[描述简谐运动的物理量]关于简谐运动的位移、加速度和速度的关系，下列说法中正确的是( )A.位移减小时，加速度减小，速度也减小B.位移方向总是与加速度方向相反，与速度方向相同C.物体的运动方向指向平衡位置时，速度方向与位移方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同D.物体向负方向运动时，加速度方向与速度方向相同；向正方向运动时，加速度方向与速度方向相反答案：C 解析：位移减小时，加速度减小，速度增大，A错误；位移方向总是与加速度方向相反，与速度方向有时相同，有时相反，B、D错误，C正确.2.[简谐运动的图象](多选)甲、乙两弹簧振子的振动图象如图所示，则可知( )A.两弹簧振子完全相同B.两弹簧振子所受回复力最大值之比F甲∶F乙＝2∶1C.振子甲速度为零时，振子乙速度最大D.振子的振动频率之比f甲∶f乙＝1∶2答案：CD 解析：从图象中可以看出，两弹簧振子周期之比T甲∶T乙＝2∶1，得频率之比f甲∶f乙＝1∶2，D选项正确.弹簧振子的周期与振子质量、弹簧劲度系数k有关，周期不同，说明两弹簧振子不同，A错误.由于弹簧的劲度系数k不一定相同，所以两振子所受回复力(F＝－kx)的最大值之比F甲∶F乙不一定为2∶1，所以B错误.对简谐运动进行分析可知，在振子达到平衡位置时位移为零，速度最大；在振子到达最大位移处时，速度为零，从图象中可以看出，在振子甲到达最大位移处时，振子乙恰好到达平衡位置，所以C正确.3.[简谐运动](多选)如图所示，一质点为x轴上以O为平衡位置做简谐运动，其振幅为8 cm，周期为4 s，t＝0时物体在x＝4 cm处，向x轴负方向运动，则( )A.质点在t＝1.0 s时所处的位置为x＝＋4 cmB.质点在t＝1.0 s时所处的位置为x＝－4 cmC.由起始位置运动到x＝－4 cm处所需最短时间为 sD.由起始位置运动到x＝－4 cm处所需最短时间为 s答案：BC 解析：由题意可知，质点振动的角速度ω＝＝ rad/s，因t＝0时，x＝4 cm，所以质点的振动方程为x＝8sin t＋ cm，当t＝1 s时，x＝8sin cm＝－4 cm，B正确.当x＝－4 cm时，sin ＝－，t的最小值为 s，C正确.4.[简谐运动的公式和图象](多选)一个质点以O为中心做简谐运动，位移随时间变化的图象如图所示.a、b、c、d表示质点在不同时刻的相应位置，且b、d关于平衡位置对称，则下列说法中正确的是( )A.质点做简谐运动的方程为x＝AsintB.质点在位置b与位置d时速度大小相同，方向不同C.质点从位置a到c和从位置b到d所用时间相等D.质点从位置a到b和从b到c的平均速度相等答案：AC 解析：由题给的质点位移随时间变化的图象可知，振幅为A，周期T＝8 s，质点简谐运动的方程为x＝Asin t＝Asin t，选项A正确；根据对称性可知质点在位置b与位置d时速度相同，选项B错误；质点从位置a到c与从位置b到d所用时间均为2 s，选项C正确；质点从位置a到b和从b到c的时间都为1 s，时间相等，位移不等，所以平均速度不相等，选项D错误.5.[受迫振动、共振](多选)铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行的列车经过轨端接缝处时，车轮就会受到一次冲击.由于每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动.普通钢轨长为12.6 m，列车固有振动周期为0.315 s.下列说法正确的是( )A.列车的危险速率为40 m/sB.列车过桥需要减速，是为了防止列车发生共振现象C.列车过桥需要减速，是为了防止桥梁发生共振现象D.列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的E.增加钢轨的长度有利于列车高速运行答案：ACE 解析：列车在钢轨上运动时，受钢轨对它的冲击力作用做受迫振动，当列车固有振动频率等于钢轨对它的冲击力的频率时，列车振动的振幅最大，因v＝＝＝40 m/s，故A对；列车过桥做减速运动，是为了使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，防止桥发生共振现象，而不是防止列车发生共振现象，B错、C对；增加钢轨的长度有利于列车高速运行，E对.6.[用单摆测定重力加速度]某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操作：(1)用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球的直径如图甲所示，可读出摆球的直径为cm.把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长，通过计算得到摆长L.(2)用秒表测量单摆的周期.当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n＝1，单摆每经过最低点记一次数，当数到n＝60时秒表的示数如图乙所示，该单摆的周期是T＝s(结果保留三位有效数字).(3)测量出多组周期T、摆长L的数值后，画出T2L图线如图丙，此图线斜率的物理意义是( )B. C. D.gA.g4π2(4)在(3)中，描点时若误将摆线长当作摆长，那么画出的直线将不通过原点，由图线斜率得到的重力加速度与原来相比，其大小( )B.偏小A.偏大D.都有可能C.不变答案：(1)2.06 (2)2.28 (3)C (4)C解析：(1)摆球的直径为d＝20 mm＋6× mm＝20.6 mm＝2.06 cm. (2)秒表的读数为t＝60 s＋7.4 s＝67.4 s，根据题意t＝T＝T，所以周期T＝＝2.28 s.(3)根据单摆的周期公式T＝2π，可得＝＝k(常数)，所以选项C正确.(4)因为＝＝k(常数)，所以＝＝k，若误将摆线长当作摆长，画出的直线将不通过原点，但图线的斜率仍然满足＝＝k，所以由图线的斜率得到的重力加速度不变.。
2015届高考物理一轮复习 13-1光的折射全反射课件
考点自测 考点一 光的折射
1．[2013· 福建理综]一束由红、紫两色光组成的复色光， 从空气斜射向玻璃三棱镜．下面四幅图中能正确表示该复色 光经三棱镜折射分离成两束单色光的是( )
A
B
C 图 13－1－3
D
解析：光的频率越高，折射率越大，所以紫光的偏折程 度大，B 正确．
答案：B
2．(多选题)如图 13－1－4 所示，光在真空和介质的界面 MN 上发生偏折，那么下列说法正确的是( )
2．光沿直线传播的条件及光速 3 均匀 介质中，总是沿着直线传播，光在 (1)光在同种□
8 3.0 × 10 m/s 4 真空中的传播速度 c＝□
.光在任何介质中的
5 小于 c . 传播速度都□ (2)若 n 为介质的折射率，则光在此介质中的传播速度 v 6 ＝□
c n
.
二、光的折射 1．折射现象 7 光从一种介质进入另一种介质时，在界面上光路发生□
图 13－1－4
A．光是从真空射向介质 B．介质的折射率为 1.73 C．光在介质中的传播速度为 1.73×108 m/s D．反射光线与折射光线成 60° 角
图 13－1－1
3．实验器材 玻璃砖，白纸，木板，大头针，图钉，量角器(或圆规)， 三角板，铅笔． 4．实验步骤 (1)把白纸用图钉钉在木板上．
(2)在白纸上画出一条直线 aa′作为界面， 画一条线段 AO 作为入射光线， 并过 O 点画出界面 aa′的法线 NN′(如图 13 －1－2 所示)．
Hale Waihona Puke (8)用量角器量出入射角 θ1 和折射角 θ2 的度数． (9)从三角函数表中查出入射角和折射角的正弦值，记入 自己设计的表格里． (10)用上面的方法分别作出入射角是 30° 、45° 、60° 时的 折射角，查出入射角和折射角的正弦值，把这些数据也记在 表格里．
高考物理第一轮复习教案第13章《光》2光的折射 全反射
13.2 光的折射、全反射知识目标一、光的折射1．折射现象：光从一种介质进入另一种介质，传播方向发生改变的现象．2．折射定律：折射光线、入射光线跟法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比．3．在折射现象中光路是可逆的．二、折射率1．定义：光从真空射入某种介质，入射角的正弦跟折射角的正弦之比，叫做介质的折射率．注意：光从真空射入介质．2．公式：n=sini/sinγ，折射率总大于1．即n＞1．3.各种色光性质比较：红光的n最小，ν最小，在同种介质中（除真空外）v最大，λ最大，从同种介质射向真空时全反射的临界角C最大，以相同入射角在介质间发生折射时的偏折角最小（注意区分偏折角．．．）。
．．．和折射角4．两种介质相比较，折射率较大的叫光密介质，折射率较小的叫光疏介质．【例1】一束光从空气射向折射率n=的某种玻璃的表面，如图所示，i表示入射角，则（） A．无论入射角i有多大，折射角r都不会超过450B．欲使折射角r＝300，应以i＝450的角度入射C．当入射角i＝arctan时，反射光线与折射光线恰好互相垂直D．以上结论都不正确解析：针对A：因为入射角最大值i max=900，由折射定律sini/sinγ=n，0，故A正确．sinγ=sini/n=sin900/=/2 所以γ针对B：由sini/sinγ=n知，当r＝300时sini=sinγn=×sin300=/2 所以，I=450，即选项B正确针对c：当入射角i＝arctan 时，有sini/cosi=，由折射定律有sini/sinγ=n＝所以cosi＝sinγ，则i＋r=900所以在图中，OB⊥OC．故选项C也正确．答案：ABC【例2】如图所示，一圆柱形容器，底面直径和高度相等，当在S处沿容器边缘的A点方向观察空筒时，刚好看到筒底圆周上的B点．保持观察点位置不变，将筒中注满某种液体，可看到筒底的中心点，试求这种未知液体的折射率是多大？解析：筒内未装液体时，S点的眼睛能看到B点以上部分，注满液体后，由O点发出的光线经液面折射后刚好进入眼睛，根据折射定律知：n=sini/sinγ=/2=1.58 即这种未知液体的折射率n=1．58．三、全反射1．全反射现象：光照射到两种介质界面上时，光线全部被反射回原介质的现象．2．全反射条件：光线从光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角．3．临界角公式：光线从某种介质射向真空（或空气）时的临界角为C，则sinC=1/n=v/c 【例3】潜水员在折射率为的透明的海水下hm深处，向上观察水面，能看到的天穹和周围的景物都出现在水面上的一个圆形面积为S的区域内，关于圆面积S和深度h的关系正确的是（ C ）A、S与水深h成正比B、S与水深h成反比C、S与水深h的平方成正比D、S与水深h的平方成反比【例4】完全透明的水中某深处，放一点光源在水面上可见到一个圆形的透光平面，如果透光圆面的半径匀速增大，则光源正在（ D ）A、加速上升B、加速下沉C、匀速上升D、匀速下沉四、棱镜与光的色散1.棱镜对光的偏折作用一般所说的棱镜都是用光密介质制作的。
(新课标)2019版高考物理一轮复习 主题十三 波、光和相对论 13-1-3 光的折射、全反射课件
(3) 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．
A．a 光的频率大于 b 光的频率 B．光束 a 在空气中的波长较大 C．出射光束 a、b 一定相互平行 D．a、b 两色光从同种玻璃射向空气时，a 光发生全反射的 临界角大
[解析] 作出光路图如图所示，可知光从空气射入玻璃时 a 光的偏折程度较大，则 a 光的折射率较大，频率较大，故 A 正确； a 光的频率较大，则波长较小，故 B 错误；因为 a、b 两光在玻 璃砖上表面的折射角与反射后在上表面的入射角分别相等，根据 几何知识可知出射光束一定相互平行，故 C 正确；因为 a 光的折 射率较大，由临界角公式 sinC＝n1，知 a 光的临界角小，故 D 错 误．
(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
同一介质中的速度
大―→小
波长
大―→小
通过棱镜的偏折角
[思路点拨] (1)综合分析光的波长、频率及速度，玻璃折射 率，全反射等．
(2)综合双缝干涉测光波长实验中的关系式 Δx＝Ldλ.
2017届高三物理一轮复习第十三章光学1光的折射全反射课件
解析：在同一介质中，红光的折射率小于紫光的折射率，以相同 的入射角θ1从空气射入水中，由n＝ 确． 知紫光的折射角θ2较小，
所以射到M、Q两点的为紫光，射到N、P两点的为红光，故A项正
答案：A
2、如图，三棱镜的横截面为直角三角形ABC，∠A＝30°，AC平行于光屏MN ，与光屏的距离为L，棱镜对红光的折射率为n1，对紫光的折射率为n2.一束很 细的白光由棱镜的侧面AB垂直射入，直接到达AC面并射出．画出光路示意图， 并标出红光和紫光射在光屏上的位置，求红光和紫光在光屏上的位置之间的距离.
要点研析突破
要点一 光的折射
1 .不同光学元件的作用 (1)平行玻璃砖:出射光与入射光总平行,但有侧移.
(2)三棱镜:使光线向底边偏折. (3)圆(球)形玻璃:法线总过圆(球)心.
要点研析突破
2.折射率与光的频率的关系 在同一种介质中频率越高的折射率越大.故在可见光中同一介质对紫 光折射率最大,对红光折射率最小.平时我们说某介质的折射率是指对波长 为 5893 Å 的黄光来说的,切不可误认为是对各种色光折射率的平均值 . 3.折射率与光速及波长的关系 光从真空进入介质时,频率不变,速度减小,波长变短.由
2
sin������
由介质本身的材料和光的频率决定的. ������ (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)射入某种介质时,入射角大于折射角;当光由介 质射入真空(或空气)时,入射角小于折射角.
基础自主梳理
二、全反射和临界角
1.全反射 (1)条件:①光从光密介质射入光疏介质. ②入射角大于临界角. (2)现象:折射光完全消失,只剩下反射光. 2.临界角 3.应用 (1)全反射棱镜. (2)光导纤维.
高考物理考点详析 光的折射和全反射
1．折射现象光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向改变的现象。
2．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 =21sin sin θθ。
（3）在光的折射现象中，光路是可逆的。
3．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：21sin sin θθ=n 。
（3）计算公式：vcn =，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）射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质射入真空（或空气）时，入射角小于折射角。
4．全反射现象（1）条件：①光从光密介质射入光疏介质。
②入射角大于或等于临界角。
（2）现象：折射光完全消失，只剩下反射光。
5．临界角：折射角等于90°时的入射角，用C 表示，sin C =n1。
6．光的色散（1）光的色散现象：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象。
（2）光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其波长的有序排列。
（3）光的色散现象说明： ①白光为复色光；②同一介质对不同色光的折射率不同，频率越大的色光折射率越大； ③不同色光在同一介质中的传播速度不同，波长越短，波速越慢。
（4）棱镜①含义：截面是三角形的玻璃仪器，可以使光发生色散，白光的色散表明各色光在同一介质中的折射率不同。
②三棱镜对光线的作用：改变光的传播方向，使复色光发生色散。
7．折射定律的理解与应用 解决光的折射问题的一般方法： （1）根据题意画出正确的光路图。
（2）利用几何关系确定光路中的边、角关系，确定入射角和折射角。
（3）利用折射定律建立方程进行求解。
8．玻璃砖对光路的控制两平面平行的玻璃砖，出射光线和入射光线平行，且光线发生了侧移，如图所示。
9．三棱镜对光路的控制（1）光密三棱镜：光线两次折射均向底面偏折，偏折角为δ，如图所示。
高考物理一轮复习 主题十三 波、光和相对论 1322 有关玻璃砖的折射和全反射问题课件
12/13/2021
第五页，共四十九页。
审题指导 第一步 读题干 提信息 ①只在下表面发生反射． ②入射光线和反射后的光线应关于 OC 对称． 第二步 寻突破 顺思路 (1)画出正确光路图． (2)由几何关系求入射角、折射角．由 n＝ssiinnri求解.
12/13/2021
第六页，共四十九页。
规范解题 根据“最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行”的 条件可知，入射光线和反射后的光线应关于 OC 对称，即从 半球入射后的折射光线，将在圆柱体底面的中心 C 点反射， 画出光路图如图所示．
12/13/2021
第三十六页，共四十九页。
(2017·湖南长沙联考)一个半圆柱形玻璃砖，其横截 面是半径为 R 的半圆，AB 为半圆的直径，O 为圆心，如图所示．玻 璃的折射率为 n＝ 2.
12/13/2021
第三十七页，共四十九页。
(1)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面
后，都能从该表面射出，则入射光束在 AB 上的最大宽度为多少？
(1)求此三棱镜材料的折射率 n； (2)若三棱镜 ABC′不标准，但∠A 是准确的，让光束仍垂直 射到 AB 上，最终只从与面 AB 成 45°角射出，求∠ABC′的大小． [思路点拨] (1)标准等腰直角三棱镜满足∠C＝2∠A＝2∠B ＝90°，光束恰好不从 AC、CB 面射出，说明临界角为 45°. (2)最终只从与面 AB 成 45°角的方向射出，说明光束在 BC′ 面发生全反射． (3)结合折射定律和几何知识分析求解．
12/13/2021
第二十四页，共四十九页。
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．
注意：(1)调节入射角 θ，光线在 AC 面的出射方向会改变， 可能在 AC 面上发生全反射．