专题强化4.3玻璃球模型--高中物理选择性必修一素养提升学案

中小学教育资源及组卷应用平台 高中物理选择性必修一素养提升学案 第四章 光 专题强化4.3 玻璃球模型 【核心素养目标】 物理观念 知道常见的玻璃球、球冠等。 科学思维 知道常见模型对光的作用，掌握相关计算。 科学态度与责任 了解常见玻璃球的应用。 【光学基本规律】 几何光学就是以光线为工具，研究光的传播规律。解几何光学的题目，首先根据几何光学的基本规律画出光路图，然后利用几何关系找出相应的角、边关系。 几何光学研究的是光线传播的规律，主要包括五条基本规律。 1.光的直线传播规律：光在同一种均匀介质中沿直线传播。 2.光的反射定律 （1）反射光线与入射光线、法线在同一平面内，反射光线、入射光线分居在法线两侧。 （2）反射角等于入射角。 3.光的折射定律 折射光线与入射光线、法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居在法线两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。 光线从介质1射入介质2，公式 ，其中 为入射光线与法线的夹角， 为折射光线与法线的夹角。 4.光的全反射规律 发生全反射的条件是： （1）由光密介质射向光疏介质； （2）入射角 临界角 ，其中 。 5.光的可逆原理 在反射、折射和直线传播中，光路都是可逆的。 【题型探究】 题型一 玻璃球模型 【典例1】2. （2024年3月江西赣州质检）LED灯具有节能、环保、寿命长、高亮度、耐高温等特点从而得到广泛使用，下图为汽车车头LED大灯，为提高亮度灯组的前端是一半径为R、质量分布均匀的玻璃球，如图所示O为球心，一单色光束从O1处射向A点，经折射后从B点平行与OO1射出，折射角为60°，OA⊥OB，则（　　） A. 光束在A点的入射角α=30° B. 光束在玻璃球中频率比在真空中要小 C. 此光束在玻璃中传播的时间为 D. 玻璃球的折射率为 【答案】D 【解析】 根据几何关系可知，光线从B点射出时的入射角为，根据折射定律可知，玻璃球的折射率为 由于光线从A点折射角为，则光束在A点的入射角为 故A错误，D正确； B．光束在玻璃球中频率与在真空中频率相等，故B错误； 此光束在玻璃中传播的速度为 根据几何关系可知，光束在玻璃中传播的距离为 则此光束在玻璃中传播的时间为 故C错误。 【迁移应用】 1. （2024湖南名校3月适应性训练）如图甲所示为小勇同学收集的一个“足球”玻璃球，他学了光的折射后想用激光对该球进行研究，某次实验过程中他将激光水平向右照射且过球心所在的竖直截面，其正视图如乙所示，AB是沿水平方向的直径。当光束从C点射入时恰能从右侧射出且射出点为B，已知点C到AB竖直距离，玻璃球的半径为R，且球内的“足球”是不透光体，不考虑反射光的情况下，下列说法正确的是（ ） A.B点的出射光相对C点入射光方向偏折了60° B.该“足球”的直径为玻璃球直径的 C.继续增加则光将会在右侧发生全反射 D.用频率更小的激光入射时，光在玻璃球中的传播时间将变短 【答案】AD 【解析】从C点入射的光线，进入玻璃球后光线如图所示，设入射角为i，折射角为r，法线与直径AB夹角为θ，则根据几何关系i，2r而 可知，，进入玻璃时，光线沿顺时针偏转了，根据光的折射定律， 从B点射出时，光线沿顺时针又偏转了， 因此从B点的出射光相对C点入射光方向偏折了，A正确； 因此从B点的出射光相对C点入射光方向偏折了，A错误； 根据几何关系，足球的直径d2RsinrR，B错误； 由于光线从C点射入玻璃中的折射角等于从B点出射时的入射角，离开玻璃球的折射角等于射入玻璃球时的入射角，因此光线不会发生全反射，C错误； 如果用频率更小的激光入射时，进入玻璃的折射角增大，从而在玻璃内传播的距离减小，而频率更小时，光在玻璃中的传播速度增大，从而光在玻璃球中的传播时间变短，D正确。 2 . .( 2024学年河南新郑实验高中二模)有一透明材料制成的空心球体，内径 ... ...