2025屆新教材高考物理一輪復(fù)習(xí)第十四章光學(xué)電磁波相對論核心素養(yǎng)專項(xiàng)提升學(xué)案新人教版

PAGE5-核心素養(yǎng)專項(xiàng)提升典型物理模型指導(dǎo)突破科學(xué)思維之模型建構(gòu)——平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱體(球)對光路的限制模型模型概述平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱體(球)對光路的限制特點(diǎn)項(xiàng)目平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)結(jié)構(gòu)玻璃磚上下表面是平行的橫截面為三角形的三棱鏡橫截面是圓續(xù)表項(xiàng)目平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)對光線的作用通過平行玻璃磚的光線不變更傳播方向,但要發(fā)生側(cè)移通過三棱鏡的光線經(jīng)兩次折射后,出射光線向棱鏡底面偏折圓界面的法線是過圓心的直線,光線經(jīng)過兩次折射后向圓心偏折續(xù)表項(xiàng)目平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)應(yīng)用測定玻璃的折射率全反射棱鏡,變更光的傳播方向變更光的傳播方向案例探究(2024山東德州高三一模)如圖所示,三棱鏡ABC的橫截面為等腰直角三角形,底邊AB水平,右側(cè)的光屏MN豎直。一條單色光線自AC邊上的D點(diǎn)水平射向三棱鏡,此光線進(jìn)入三棱鏡后首先到達(dá)底邊AB,棱鏡材料對該光線的折射率為2。光線進(jìn)入三棱鏡后,僅考慮在各界面上的第一次反射或折射,對此以下說法正確的是()A.光線到達(dá)AB邊時(shí)會(huì)有部分能量射出三棱鏡B.光線到達(dá)BC邊時(shí)發(fā)生全反射C.光線自BC面射出三棱鏡后水平射向光屏MND.光線自BC面射出三棱鏡后斜向上射向光屏MN不管什么形態(tài)的玻璃磚,探討光線在里面?zhèn)鞑サ墓饴窌r(shí),先畫出過入射點(diǎn)的法線,找出入射角,依據(jù)折射定律求出折射角,畫出折射光線,再畫出光線到達(dá)另一個(gè)界面入射點(diǎn)的法線,依據(jù)幾何關(guān)系求出入射角,推斷光線在該界面上是否發(fā)生全反射,依次類推,直到光線從介質(zhì)射出。創(chuàng)新訓(xùn)練1.(2024江蘇南京師大附中高三模擬)反光膜是一種廣泛用于道路交通標(biāo)記的材料,基本結(jié)構(gòu)如圖所示。光照耀到反光膜的玻璃珠上時(shí),經(jīng)折射后射到反射層反射,最終平行于原入射方向反向射出玻璃珠。玻璃珠是半徑為R的勻稱球體,AB是入射光線,其出射光線與光線AB的間距為3R。(1)請作出光線AB從射入到射出玻璃珠的完整光路圖;(2)求玻璃珠的折射率n。2.(2024湖北華中師大一附中高三月考)如圖所示,折射率為2的上下兩面平行的梯形玻璃磚,下表面涂有反射物質(zhì),上表面右端垂直于上表面放置一標(biāo)尺M(jìn)N。一細(xì)光束以入射角i=45°射到玻璃磚上表面的A點(diǎn),會(huì)在標(biāo)尺上的兩個(gè)位置出現(xiàn)光點(diǎn)(圖中未畫出),若折射進(jìn)入玻璃磚內(nèi)的光在玻璃磚內(nèi)傳播時(shí)間為t,則在標(biāo)尺上出現(xiàn)的兩光點(diǎn)的距離為多少?(設(shè)光在真空中的速度為c,不考慮細(xì)光束在玻璃磚下表面的其次次反射)核心素養(yǎng)·專項(xiàng)提升典型物理模型指導(dǎo)突破案例探究C畫出光路圖如圖所示,由題意可知,光從AC邊射入三棱鏡的入射角為45°,由公式n=sin45°sin∠HDI=2,則折射角為30°,由幾可關(guān)系得∠DHA=∠HDI+∠DIH得∠DIH=15°,則光在AB邊上的入射角為75°,由于sinC=1n=22,即臨界角為45°,所以光線到達(dá)AB邊時(shí)發(fā)生全反射,故A錯(cuò)誤;由幾可關(guān)系得,光線在BC邊的入射角為30°小于臨界角為45°,光線到達(dá)BC邊時(shí)不會(huì)發(fā)生全反射,故B錯(cuò)誤;光線在BC邊的入射角為30°,由折射定律可得n=sin創(chuàng)新訓(xùn)練1.答案(1)見解析(2)3解析(1)光路圖如圖所示(2)設(shè)射入B點(diǎn)光線的入射角為θ1,折射角為θ2,則sinθ1=3θ1=60°由幾何學(xué)問知θ1=2θ2θ2=30°由折射定律有n=sin解得n=32.答案24解析光路如圖所示,由光的折射定律:n=sinisinγ由幾何關(guān)系知,在玻璃磚內(nèi)的光線與玻璃磚上表面AB構(gòu)成等邊三角形,且四邊形BEGF為平行四邊形,則:GF=BEAB=BEt