2027届高三物理一轮复习课件　光的折射、全反射

该高中物理高考复习课件聚焦“光的折射、全反射”专题，依据课程标准和高考评价体系，梳理折射定律、折射率计算、全反射条件及应用等核心考点，通过近五年高考真题分析明确“几何光学模型”“临界角计算”等高频题型分布，构建知识体系与解题思路。 课件亮点在于“真题训练+思维建模”，融合科学思维与模型建构素养，如以2024重庆卷折射问题为例，通过“光路图绘制-几何关系推导-公式应用”三步法解析，帮助学生掌握全反射临界角计算技巧，助力高效备考，为教师提供精准复习指导。

物 理 构建知识体系 形成关键能力 提高学科素养 精准高效备考 高考能力梯级集训 第十四章　光学　电磁波　相对论 课 程 标 准 1.通过实验,理解光的折射定律。会测量材料的折射率。 2.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。 3.观察光的干涉、衍射和偏振现象,了解这些现象产生的条件,知道其在生产生活中的应用。知道光是横波,会用双缝干涉实验测量光的波长。 4.通过实验,了解激光的特性。能举例说明激光技术在生产生活中的应用。 5.通过实验,了解电磁波,知道电磁场的物质性。 6.通过实例,了解电磁波的应用及其带来的影响。 7.知道光是一种电磁波。知道光的能量是不连续的。初步了解微观世界的量子化特征。 8.认识电磁波谱。知道各个波段的电磁波的名称、特征和典型应用。 9.初步了解相对论时空观 第1讲　光的折射、全反射 要 点 导 览 第1讲　光的折射、全反射 第1讲　光的折射、全反射 目录 1 2 3 基础满分练 课前 自检自测·夯基固本 能力高分练 课中 关键能力·可视思维 素养提升练 课中 高考定向·捕捉热点 第1讲　光的折射、全反射 基础 满分练 课前 自检自测·夯基固本 知识点一　光的折射定律　折射率 2个高考关键点 关键点1　光的折射定律 1.(原创+教材改编)光线以60°的入射角从空气射入玻璃中,折射光线与反射光线恰好垂直。[命题点❶] (1)画出折射光路图; (2)当入射角变为45°时,折射角的正弦值为多大? 答案 返回目录 第1讲　光的折射、全反射 解析 (1)光路图如图所示,其中AO为入射光线,OB为折射光线,OC为反射光线。 (2)由折射定律知=n12=,当入射角为45°时,n12不变, 由=n12得sin θ2'=。 返回目录 第1讲　光的折射、全反射 关键点2　折射率 2.(2026湖北襄阳阶段训练)如图所示,空气中有一半径为R的实心玻璃球,O为球心,AB为直径,一条平行于AB的光线从球体上的M点射入玻璃球,折射光线恰好过B点,已知∠ABM=30°,光在真空中传播的速度为c。 [命题点❷] 求: (1)该玻璃的折射率; (2)光从M点传播到B点的时间。 返回目录 第1讲　光的折射、全反射 答案 (1)　(2) 解析 (1)光路如图,由几何知识可得折射角r=∠ABM=30°,入射角i=2∠ABM=60°,则此玻璃的折射率为n=。 (2)由几何知识可得,MB的长度s=2Rcos 30°,光在玻璃球内传播的速度v=,故光从M点传到B点的时间t=。 返回目录 第1讲　光的折射、全反射 回归基础·考教衔接 一、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:=n12(n12为比例常数)。 3.与光的反射现象一样,在光的折射现象中,光路也是可逆的。 [❶]折射现象和反射现象往往同时产生。发生光的折射时,折射角不一定小于入射角。 返回目录 第1讲　光的折射、全反射 二、折射率 1.定义:光从真空射入某种介质发生折射时,入射角的正弦与折射角的正弦之比,叫作这种介质的绝对折射率,简称折射率,即n=。 2.折射率与速度的关系式:n=。因为v<c,所以任何介质的折射率都大于1。 [❷]折射率的定义式n=中的θ1为真空中的光线与法线的夹角,不一定为入射角,而θ2为介质中的光线与法线的夹角,也不一定为折射角,产生这种现象的原因是光路的可逆性。 返回目录 第1讲　光的折射、全反射 知识点二　全反射　光导纤维 1个高考关键点 关键点　全反射 3.(原创+教材改编)用下面的方法可以测量液体的折射率:取一个半径为r的软木塞,在它的圆心处插上一枚大头针,让软木塞浮在液面上(下图)。调整大头针插入软木塞的深度,使它露在外面的长度为h。这时从液面上方的各个方向向液体中看,恰好看不到大头针。利用测得的数据r和h即可求出液体的折射率。[命题点❸❹] (1)写出用r和h求折射率的计算式; (2)用这种方法测某种液体的折射率时, 测得r=4 cm,h=3 cm,求该液体的折射率。 返回目录 第1讲　光的折射、全反射 答案 (1)n= (2)1.25 解析 (1)观察者在水面上各个方向都刚好看不到水下的大头针,说明由大针头射出的光线,恰好在水面与木塞的边缘处发生全反射,由题意作出光路图如图所示 这时入射角等于临界角C,由几何关系可得sin C= 又sin C=,由以上两式解得水的折射率为n=。 (2)实验测得r=4 cm,h=3 cm,由(1)中n=,可得n=1.25。 返回目录 第1讲　光的折射、全反射 回归基础·考教衔接 三、全反射 1.定义:光从光密介质射入光疏介质时,当入射角增大到某一角度,使折射角达到90°时,折射光完全消失,只剩下反射光的现象。 2.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。 [❸]光从光密介质射入光疏介质时,如果入射角逐渐增大,折射光离法线会越来越远,而且越来越弱,反射光却越来越强。 返回目录 第1讲　光的折射、全反射 四、临界角 折射角等于90°时的入射角。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=。介质的折射率越大,发生全反射的临界角越小。 [❹]该公式往往与几何规律、折射率的定义式n=综合应用。 返回目录 第1讲　光的折射、全反射 五、全反射的应用 1.全反射棱镜 2.光导纤维 说明:内芯相对于外套为光密介质,内芯的折射率大于外套的折射率。 返回目录 第1讲　光的折射、全反射 考点一　光的折射定律　折射率 能力 高分练 课中 关键能力·可视思维 返回目录 考点一 考点二 考点三 第1讲　光的折射、全反射 例1 (2024重庆卷)某同学设计了一种测量液体折射率的方案。容器过中心轴线的剖面图如图所示,其宽度为16 cm,让单色光在此剖面内从空气入射到液体表面的中心。调整入射角,当反射光与折射光垂直时,测出竖直器壁上的反射光点与液体表面的距离h,就能得到液体的折射率n。忽略器壁厚度,由该方案可知(　　) A.若h=4 cm,则n= B.若h=6 cm,则n= C.若n=,则h=10 cm D.若n=,则h=5 cm B 返回目录 考点一 考点二 考点三 第1讲　光的折射、全反射 解析 光路图如图所示,标注入射角θ1,折射角θ2, 根据几何关系结合折射定律可得n==tan θ1=。若h=4 cm,则n=2,故A错误;若h=6 cm,则n=,故B正确;若n=,则h= cm,故C错误;若n=,则h= cm,故D错误。 返回目录 考点一 考点二 考点三 第1讲　光的折射、全反射 破题思维链 光的折射定律和折射率灵活应用 返回目录 考点一 考点二 考点三 第1讲　光的折射、全反射 解题精要 1.折射定律的表达式:=n12(n12为比例常数)。 2.折射率的定义式n=。 返回目录 考点一 考点二 考点三 第1讲　光的折射、全反射 考点二　光的折射和全反射的综合问题 第1讲　光的折射、全反射 考点一 考点二 考点三 返回目录 例2 一玻璃柱的折射率n=,其横截面为四分之一圆,圆的半径为R,如图所示。截面所在平面内,一束与AB边平行的光线从圆弧入射。入射光线与AB边的距离由小变大,距离为h时,光线进入柱体后射到BC边恰好发生全反射。求此时h与R的比值。 第1讲　光的折射、全反射 考点一 考点二 考点三 返回目录 答案 解析 画出光路图,如图。 可知=n= 设临界角为C临,得sin C临=,cos C临= 根据α=β+C临可得,解得tan β= 故可得sin β=,故可知=sin α=sin β=。 第1讲　光的折射、全反射 考点一 考点二 考点三 返回目录 破题思维链 光的折射和全反射的综合应用 第1讲　光的折射、全反射 考点一 考点二 考点三 返回目录 考点三　光路控制及光的色散现象 第1讲　光的折射、全反射 考点一 考点二 考点三 返回目录 角度一　光的色散现象探析 例3 (多选)(2026福建漳州开学考试)如图,利用液导激光技术加工器件时,激光在液束流与空气界面发生全反射。某激光分别射入由甲、乙两种液体形成的液束流中,已知甲的折射率比乙的大, 则该激光(　　) A.在甲中的频率比在乙中的大 B.在甲中的速度比在乙中的小 C.在甲中的波长比在乙中的长 D.在甲中的全反射临界角比在乙中的小 BD 第1讲　光的折射、全反射 考点一 考点二 考点三 返回目录 解析 激光在不同介质中传播时,其频率不变,故A错误;根据v=,因甲的折射率比乙的大,则激光在甲中的速度比在乙中的小,故B正确;激光在真空中有λ=cT,在介质中有λ1=vT,可得激光在介质中的波长为λ1=,甲的折射率大,因此甲的波长短,故C错误;根据sin C=,因甲的折射率比乙的大,则激光在甲中的全反射临界角比在乙中的小,故D正确。 第1讲　光的折射、全反射 考点一 考点二 考点三 返回目录 角度二　全反射棱镜对光路的控制 例4 (2026安徽芜湖二模)自行车尾灯是一组全反射棱镜结构,在夜晚可以反射汽车车灯的光,如图所示,将一束单色光以入射角α从全反射棱镜AB面射入等腰直角三棱镜中,其中∠C为直角。进入棱镜的光,先后经过AC面和BC面全反射,从AB面再射出,则出射光线相对于最初的入射光线的偏转角度为(　　) A.90°　　　B.90°+α　　　C.180°　　　D.2α C 第1讲　光的折射、全反射 考点一 考点二 考点三 返回目录 解析 作出光路图如图所示。 根据几何关系,由于是等腰直角三棱镜,利用折射定律和反射定律解得,出射时的入射角∠6与入射时的折射角∠5相等,根据光路可逆原理,出射光线相对于入射光线偏转的角度为180°,与折射率和入射角均无关。 第1讲　光的折射、全反射 考点一 考点二 考点三 返回目录 破题思维链 全反射棱镜对光路的控制 第1讲　光的折射、全反射 考点一 考点二 考点三 返回目录 素养 提升练 课中 高考定向·捕捉热点 聚焦 “科技应用 + 生活实际” 双场景,凸显 “几何关系+多知识点”融合 备考方向　夯实“物理观念”之本——做到“定律清晰,概念透彻”,提升“模型建构与几何分析”之能——做到“图准路清,关系自明”,掌握“科学思维与科学探究”之法——做到“思路规范,表达严谨”。 返回目录 第1讲　光的折射、全反射 (2025浙江1月选考)测量透明溶液折射率的装置如图1所示。在转盘上共轴放置一圆柱形容器,容器被透明隔板平分为两部分,一半充满待测溶液,另一半是空气。一束激光从左侧沿直径方向入射,右侧放置足够大的观测屏。在某次实验中,容器从图2(俯视图)所示位置开始逆时针匀速旋转,此时观测屏上无亮点;随着继续转动,亮点突然出现,并开始计时,经Δt后亮点消失。 图1 图2 返回目录 第1讲　光的折射、全反射 已知转盘转动角速度为ω,空气折射率为1,隔板折射率为n,则待测溶液折射率nx为(　　)(光从折射率n1的介质射入折射率n2的介质,入射角与折射角分别为θ1与θ2,有) A.　　　 B. C. D. A 返回目录 第1讲　光的折射、全反射 解析 由题意可知当屏上无光点时,光线从隔板射到空气上时发生了全发射,出现亮点时,光线从溶液射到隔板再射到空气时发生了折射,可知从出现亮点到亮点消失,容器旋转θ满足2θ=ωΔt,光线能透过液体和隔板从空气中射出时,即出现亮点时,可知光线在空气中的入射角为θ时,光线在隔板和空气界面发生全反射,在隔板和液体界面,有,在隔板和空气界面n=,解得nx=。 返回目录 第1讲　光的折射、全反射 $