光的反射和折射9.docx

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1、精品资源欢迎下载光的反射和折射【考点述要】1. (A)光的直线传播，本影和半影。知道本影和半影是怎样形成的；会说明日食、月食等现象；知道光的传播是 能量的传播；记住光在真空中的传播速度。2. (B)光的反射，光的反射定律。平面镜成像作图法。掌握光的反射定律；理解镜面反射与漫反射的异同；掌握平面镜成像规律； 熟练掌握有关平面镜各种类型的作图方法及利用几何关系的有关计算。3. (B)光的折射；光的折射定律；折射率；全反射和临界角。掌握光的折射定律；掌握折射率的概念；掌握折射率与光速的关系：n=c/u ; 知道光从一种介质射入另一种介质时频率是不变的；理解光的全反射现象；掌握临界角与折射率的关系；掌

2、握发生全反射的条件。不要求应用相对折射率进行计 算，不要求用公式计算有关全反射的临界的问题。4. (A)棱镜；光的色散。了解棱镜在改变光的传播方向上的作用及棱镜成像的特点；了解全反射棱镜的应用；了解光的色散现象。5. (B)透镜；凹、凸透镜的焦点和焦距；透镜成像；透镜成像公式和作图 方法。不要求用透镜成像公式进行计算；透镜成像作图法只要求掌握单个透镜成 像的问题，不要求掌握虚物成像。第一节光的反射平面镜【重点知识精析】1 .光的直线传播和光速在高考知识点中已删去，这是因为初中已讲过，不 需要再重复。但实际上要求不变，对本影和半影的成因仍要求知道，并能解释有 关现象。2 .掌握光的反射定律；知道

3、反射光路是可逆的；会根据光的反射定律画出 光反射时的光路图；知道镜面反射和漫反射的异同。3 .掌握平面镜对入射光束所起的作用(包括平行光束、发散光束、会聚光 束)；掌握平面镜的成像规律；会根据对称法和光的反射定律画出光源的像；并 能根据成像图确定能观察到像的范围； 要求能根据光路图，利用几何关系进行有 关计算。【考题释例】例(1995年高考题) 如图14-1中，AB表示一水平放置的平面镜，P1P2是水平放置的米尺(有刻度的一面朝着平面镜)，MN是屏，三者互相平行。屏MN上的ab表示一条水平的缝(即a、b之间是透光的)。某人眼睛紧贴米尺上 的小孔S (其位置见图)，可通过平面镜看到米尺的一部分刻

4、度。试在本题的图 上用三角板作图求出可看到的部位，并在P1P2上把 这部分涂以标志。/幺 虫用A _-S_14. I解答 本题是一道要求用几何作图法求解的基 础光学题，但却是一道得分率较低的难题。它仅在 一般平面镜成像问题的基础上增设了狭缝 ab,就使解题难度加大了。但只要正确根据光的反射、平面镜成像规律以及反射光路的可 逆性等基本规律进行分析、推理，确定解题思路，按序作图，即能解答此题。电 0T/I * - H lKl W W . , JPI P ，PJ火火,/国 r 2m i4 5方法一 在平面镜后根据物与像关于镜面对称的规律先画出米尺和狭缝的虚像位置(见图14 2中的Pi P2和M a、

5、b N),自S沿入眼光线的 反方向分别向a和b引直线各与米尺的像Pi P2相交于Qi Q2,然后再在 米尺P1P2上确定QiQ2的对称点Q1Q2,则Q1Q2这段米尺就是人眼自小孔S通过平面镜看到的米尺 上的一部分刻度。待画出自Q1Q2发出的、经平面镜反射的入眼光路后，根据平 镜镜成像原理不难证明这种作图思路是正确的。方法二 依据反射光路的可逆性。在平面镜后先确定S点的对称像点S,然后 连接S b并延长与P1P2相交于Q2；再连接Sa并延长与镜面交于C点，连接S C并延长与P1P2相交于Q1。如图14-3所示。则米尺上的Q1Q2区间即为所求 部分。此种方法较前一种方法更简便些。要解好此题必须在掌

6、握基础知识的同时提高推理分析、逆向思维的能力，还 要善于运用反射光路的可逆性正确作图。【专题训练】1 . 一点光源S通过平面镜成像，平面镜按图14-4所示位置放置。镜面与 水平面间夹角为30 ,若光源不动，平面镜以速度u沿OS方向向光源平移，镜 中的像S将( )(A)以速率u垂直于OS向下运动(B)以速率u平行于OS向右运动(C)以速率焉u沿S S连线向S运动2 .如图14-5所示，BCDE在同一水平面上，其中CD为一水池，水面平静, AB是一电线杆，人立在E点，眼睛在F处时能看到水中电线杆在水中所成的像 的一部分。试用作图法求出人所能看到的电线杆的像的长度。3 .如图14 6所示，在距竖直墙

7、 MN左侧一段距离的A点置一小球，在球 的左边紧靠着小球有一点光源 S,给小球一向右的初速度，当小球在空中运动直 到碰到墙前，小球在墙上的影子由上向下的运动是（）A.匀速直线运动8 .自由落体运动C.变加速直线运动D.初速度为0的匀加速直线运动，加速度小于 g4 .如图14-7所示，A为观察者的眼睛，BC为障碍物，DE为平面镜，三 者位置保持不变。试用作图法标明A通过镜面能看到BC后面的区域，并涂以标 志。5 . OM和ON两平面镜相交有一定夹角a ,如图148所示。点光源S位于 两镜前方。用作图法画出能同时从两镜中看到点光源S的像的区域。第二节 光的折射、棱镜的色散【重点知识精析】1 .掌握

8、光的折射定律，特别注意sini/sinr=n （常数）；当光从真空射入介质 时，n称为介质的绝对折射率；n值的大小反映了介质对光的偏折程度的大小；n 值的大小与光在这种介质中的传播速度有关，记为 匹=n=c/u。sin r注意：（1）高考说明中不要求相对折射率的计算；（2）光线在两种介质的 界面上同时发生折射、折射时，反射光线的能量随入射角的增大而增大， 折射光 线的能量随入射角的增大而减小。2 .理解光的全反射现象；知道发生全反射的两个条件；（1）光从光密介质 射向光疏介质；（2）入射角大于临界角 C=arcsin。必须注意：光疏、光密介 n质是相对的，任何两种透明介质都可以通过比较光在其中

9、速度的大小或折射率的 大小来判定谁是光疏或光密介质，n值大的介质为光密介质，光在这种介质中的 速度较小。3 .棱镜是一个各平面相交成棱柱形的透明体。常用的棱镜是横截面为三角 形的三棱镜。从三棱镜一个侧面入射的光线经过两次折射， 从另一个侧面射出时， 将向棱镜的底边偏折。偏向角大小与棱镜的顶角 A、入射角i和构成棱镜的材料 的折射率n有关。在A和i 一定时，折射率n越大，偏向角也越大。物体经棱镜 所成的虚像向顶角偏移。必须注意：只有当光线从光疏介质入射到光密介质的棱 镜时，出射光才向棱镜底边偏折；若光以光密一光疏一光密，出射光将向顶角偏 折。4 .白光通过三棱镜发生色散，说明玻璃对各种光的折射率

10、不同。因而说明 不同色光在玻璃中的传播速度是不同的：紫光在玻璃中的折射率最大，光速最小；红光在玻璃中的折射率最小，光速最大。注意：各种色光在真空中的传播速度都 相等，为c=3.00x 108m/s。光由真空进入介质后，频率不变，但光速要减小，光 波的波长要减小。光的颜色是由频率决定的。【考题释例】例（1998年高考题） 如图14 9所示，一储油圆桶，底面直径与桶高均为 d。当桶内无油时，从某点A恰能看到桶底边缘上的某点B,当桶内油的深度为 桶高的一半时，在A点沿AB方向看去，看到桶底上的C点，C、B相距d ,4由此可知，油的折射率n=;光在油中的传播速度u=m/s （结果可用根式表示）。Itl

11、 14 9ra 14-iO解答 在图14-10所示的光路图中，由于BE=DE=d,故/ODE=45 , / i= /ODE（内错角），sini= J2/2;而 sinr=CF/OC=CF/cF2 +OF2 ,由于 OF=）BC=-24所以 CF=d/4。sinr=d-/ d = 0 由于 n=sini/sinr= V而/2,又由于 n=c/u, u 445=c/n=3X 108/丽2=6 而 x 107（m/s）。例（1995年高考题） 已知某媒质对某单色光的临界角为8 ,则（ ）A .该媒质对此单色光的折射率等于 1/sin8B.此单色光在该媒质中的传播速度等于 c sinO （c是真空中的

12、光速）C.此单色光在该媒质中的波长是在真空中波长的sinB倍D.此单色光在该媒质中的频率是在真空中频率的1/sin8倍解答 根据媒质的折射率公式可知 n=1/sin 0 =c/u ,所以u =csin8。因此A、 B正确。由于是某一单色光，所以该光在介质中传播时保持不变的是频率f,又因为c=入f, u =入f。所以c/ u =入/入=1/sin0 ,入二入sin0 ,所以C选项正确， D选项错误。此题正确选项为 A、B、Co例（1996年高考题）在折射率为n、厚度为d的玻璃平板上方的空气中有一点光源S,从S发出的光线SA以角度9入射到玻璃板上表面，经玻璃板后从 下表面射出，如图14-11所示。

13、若沿此光路传播的光从光源到玻璃板上表面的 传播时间与在正玻璃板中的传播时间相等，问点光源S到玻璃板上表面的垂直距 离L应是多少？解答 设光线在玻璃中的折射角为r。光线从S到玻璃板上表面的时间t=L/(c cosO )同理：AD=d/cosr= u t =- t (n=c/u )。 n光线在玻璃板中传播的时间t=。 c cosr据题意t = t所以又据折射定律由以上公式得nd L c cosr c cos 71 sin0 =nsinr sin r + cos r = 1 ,nc o sLd1 -1 / n2 si n 二【专题训练】PQ H 12图 14 *131 .半径为R的半圆柱形玻璃砖的横

14、截面如图1412所示。为圆心，光线 I沿半径方向从a处射入玻璃后，恰在。点发生全反射。另一条与光线I平行的 光线II从最高点b射入玻璃砖后，折射到MN上的d点，测得Od=R/4,则玻璃 砖的折射率n= (结果可用根式表示)。2 .如图1413所示，已知棱镜角8=30 ,它对红光的折射率 m=1.513, 对紫光的折射率n2=1.5320 一束白光由棱镜的一个侧面垂直入射， 在另一个与光 屏平行的侧面射出，在光屏上形成彩色光带。已知 d=2m,则屏上彩色光带的宽 It x=m o3 . abc为一全反射棱镜，它的主截面是等腰直角三角形，如图 14-14所示。 一束白光垂直入射到ac面上，在ab面

15、上发生全反射。若光线入射点。的位置保 持不变，改变光线的入射方向(不考虑自bc面反射的光线)，( )A.使入射光按图中所示顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出ab面，则红光首先射出B.使入射光按图中所示顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出ab面，则紫光将首先射出C.使入射光按图中所示逆时针方向逐渐偏转，红光将首先射出ab面D.使入射光按图中所示逆时针方向逐渐偏转，紫光将首先射出ab面ffl 14*14I4.I54 . 一根长直玻璃光学纤维，长度为 L,其AB两端是平面，且与轴线 OO 垂直，一束激光（单色光）如图 1415所示，与轴线OO成8角射入纤维。 玻璃纤维对这束激光的折射率为n,周围为空气

16、，欲使激光在纤维内传播而不透 出纤维的外壁，则8角的取值范围应为多大？当8角取最大值时，激光在纤维内 由一端传播到另一端所需的时间为多长（设光在真空中传播的速度为c） ?5 .某种单色光在真空中的频率为 v,波长为人,波速为c,射入折射率为n 的介质中，则（ ）A.速度为c/n,频率为v,波长为人/n,颜色不变B.速度为c/n,频率为v/n,波长为人,颜色不变C.速度为c,频率为v,波长为人/n,颜色不变D.速度为c,频率为v/n,波长为入，颜色不变第三节透镜【重点知识精析】1 .透镜是利用光的折射定律控制光路和成像的光学器件。凸透镜对光线有 会聚作用，有实焦点，焦距为正。凹透镜对光线有发散作用，有虚焦点，焦距为 负。2 .掌握透镜成像作图法。借助三条特殊光线，利用作图法找到物和像的关 系；也可求得一般光线通过透镜后折射的光路，如图14-16所示，会利用作图法得到所能观察到像的范围（图中斜线所示位置）。作透镜成像光路图时应注意 作图是规范。3 .掌握透镜成像公式；理解放大率的概念；掌握应用成像公式及放大率分 析有关问题，应用透镜成像公式分析问题时，要特别注意：（1）物体通过透镜成像的物