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1、2012年高考物理备考冲刺之易错点点睛系列 专题13 光的反射和折射（学生版）【高考预测】1.本章的考点较多，主要考查一些基本概念和基本规律，如光的折射、折射率、全反射、临界角、光的干涉、衍射、偏振现象，以及麦克斯韦的电磁场理论、无线电波的发射和接收、相对论的初步了解等2复习本章内容时，应在理解概念和规律上多下功夫，重点是光的折射、全反射、光的干涉及光的衍射现象，以及利用它们分析解决问题3在复习物理光学时，正确理解现象产生的原因和条件，并能熟练地运用其解决有关问题【知识导学】一、折射定律：1、折射现象：光从一种介质，斜射入另一种介质的界面时，其中一部分光进另一种介质中传播，并且改变了传播方向：
2、这种现象叫折射观察（光由一种介质，垂直界面方向入射另一种介质时传播方向不发生改变）。2、折射定律：3、折射率（n）： 定义：光从真空射入某介质时，入射角正弦和折射角正弦的比，称为该介质的折射率。用n表示。折射率反映了介质对光的折射能力。如图光从真空以相同的入射角i，入射不同介质时，n越大，根据折射定律，折射角r越小，则偏折角越大。 折射率和光在该介质中传播速度有关。 a折射率等于光在真空中速度c，与光在介质中速度之比。即b由于。所以光疏介质和光密介质：光疏介质：折射率小的介质叫光疏介质。在光疏介质中，光速较大。光密介质：折射率大的介质叫光密介质在光密介质中，光速较小。4、反射和折射现象中，光路
3、可逆。二、全反射：1、全反射现象：光从光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角，当入射角增大到某一角度时，折射光消失，只剩下反射光，光全部被反射回光密介质中，这种现象叫全反射。增大入射角时，不但折射角和反射角增大，光的强度也在变化，即折射光越来越弱；反射光越来越强；全反射时，入射光能量全部反射回到原来的介质中。2、临界角（A）：定义：当光从某种介质射向真空时，折射角度为90时的入射角叫做临界角。 用A表示。根据折射定律：3、发生全反射的条件：光从光密介质入射光疏介质。入射角大于临界角。三、棱镜：1、棱镜的色散： （1）棱镜对一束单色兴的作用： 一束光从空气，射向棱镜的一侧面时，经过两次折射，出
4、射光相对入射光方向偏折角，出射光偏向底边。（2）棱镜对白光的色散作用：a现象：白光通过三棱镜后被分解成不同的色光。并按顺序排列为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。这种现象称色散现象。b说明：白光是复色光，由不同颜色的单色光组成。各种色光的偏折角度不同，所以介质对不同色光的折射率不同。由于所以各种色光在同一介质中的传播速度不同。如图对红光偏折角最小；对红光折射率最小；红光在玻璃中传播速度最大。对紫光偏折角最大；对紫光折射率最大；紫光在玻璃中传播速度最小。2、全反射棱镜：全反射棱镜，为横截面是等腰直角三角形的棱镜它可以将光全部反射，常用来控制光路。四、平面镜成像的作图方法方法一：根据光的反射定律作成像光
5、路图.先作出物点射到平面镜上的任意两条光线，然后根据反射定律作出其反射光线，最后将反射光线反向延长交于平面镜后的一点，该点即为像点.方法二：根据平面镜成像的特点作图.先根据物像的对称性作出像点，然后作出物点射到平面镜上的任意两条光线，最后将像点与两入射光线在平面镜上的入射点分别用直线连接，并在镜前延长这两条直线，即为两条反射光线，如图所示。利用方法二比方法一有明显的优点：作图准确，迅速方便.不管利用哪种方法作图都应注意:（1）实际光线用实线画出并带箭头，实际光线的反向延长线用虚线表示.（2）至少要画两条光线，因为至少要有两条光线，才能找出像的位置.（3）对称法只能用来确定像的位置，作光路时必须
6、补画上光线.五、平面镜的视场问题1.人眼看到物体的条件从物体发射出来的光线直接射入或经反射、折射后进入人的眼睛，在下图中，带箭头的水平线表示一条光线，只有眼睛位于a处才能看到这条光线，在b,c,d处均不能看到这条光线.2.确定平面镜成像的观察范围的方法在用遮光板将由物点射向平面镜的光线不全部挡住的情况下，平面镜前的物体总能在镜中成像，但只有在一定范围内才能看到.若要看到平面镜中完整的像，则需借助边界光线，边界光线的公共部分，即为完整像的观察范围.通过平面镜看虚像的情况就像通过与平面镜等大的“窗口”看窗外物体一样.具体观察范围为像点和平面镜的边缘连线所限定.【易错点点睛】易错点1 平面镜成像特点
7、的应用 1图中M是竖直放置的平面镜，镜离地面的距离可调节甲、乙二人站在镜前，乙离镜的距离为甲离镜的距离的2倍，如图13l所示二人略错开，以便甲能看到乙的像以J表示镜的长度，九表示乙的身高，为使甲能看到镜中乙的全身像，l的最小值为( )【错误答案】B【错解分析】受课本上一道习题的影响，人要看到自己的全身像，镜子至少要等于身高的一半，误认为B项正确本题是甲要从平面镜中看到乙的全身像，而不是自己的全身像【正确解答】根据平面镜成像规律，作出乙关于平面镜的轴对称图形，由光路可逆把乙的最高点和最低点与甲的眼睛相连，这两条连线之间的平面镜长度即为J值由几何关系得. 2如图132所示，一玻璃棱镜的横截面是等腰
8、abc，其中ac面是镀银的现有一光线垂直于ab面入射，在棱镜内经过两次反射后垂直于6c面射出则 ( )ALa=30，b=75 Ba=32，b=74Ca=34，b=73 Da=36，b二72【错误答案】A【错解分析】没有根据反射规律，充分挖掘几何关系【正确解答】根据光路图，依几何关系得：La+2b =180，及2a=Lb，解得a=36，b=72，故选项 D正确 3如图133所示，一个点源S对平面镜成像，设光源不动，平面镜以速率 v沿OS方向向光源平移，镜面与OS方向之间的夹角为30，则光源的像S，将 ( )A.以速率05t/沿SS连线向S运动B以速率v沿SS连线向S运动C以速率V沿SS连线向5运
9、动D以速率2v沿SS连线向S运动【错误答案】A【错解分析】根据运动的相对性，可以把平面镜看作不动，则光源以速率1/沿SO连线向平面镜靠近，由题意可知像沿SS连线向S运动，则光源的速度在SS连线方向的分速度。：vcos60=050v，又由物和像相对于平面镜速度相等，而误认为A项正确在平面镜移动时判断像的移动情况，最好不用运动的相对性；假设开始SO与平面镜的交点为O，平面镜移动时，像是沿SS连线向5运动；若是平面镜不动，光源移动，则像是沿SO连线向O运动，很明显运动方向不同【正确解答】如图134所示，假设在t时间内平面镜从O运动到S处，则像就从S运动到S处，有几何知识可知SS=SO，故像的移动速率
10、为v，故B项正确专家会诊解决此类问题，先根据反射规律作出光路图，然后应用几何关系求解，有的时候要运用光路可逆的特性，可以使一些问题的解决快捷、方便解决像的移动问题先看是平面镜还是物体移动(最好不用运动的相对性)，在根据平面镜成像规律作出几何图，由几何知识分析即可得出结论易错点2 光的折射及其全反射 1两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为l、2已知12，用n1、n2分别表示水对两单色光的折射率，v1、v2分别表示两单色光在水中的传播速度 ( )An1n2、u1v2 Bn1v2 Cn1n2、v1n2、v1v2【错误答案】A或D【错解分析】对折射规律，折射率与临界角和光在该介质中的传播
11、速度间的关系不熟悉【正确解答】光从光密介质传播到光疏介质，当折射角等于90时，此时的入射角为临界角光从水中射向空气临界角为，由折射规律nsin=1，因12，故 l2，又由n=，得v1v2，故选项B正确2如图135所示，只含黄光和紫光的复色光束PO，沿半径方向射人空气中的玻璃半圆柱后，被分成两光束0A和OB沿如图所示方向射出则 ( )A.OA为黄光，OB为紫光 BOA为紫光，OB为黄光 COA为黄光，OB为复色光 DOA为紫光，OB为复色光 【错误答案】 B 【错解分析】一是不清楚黄光和紫光的临界角谁大，而是认为刚好发生全反射就不存在反射光，故误认为OB为单色光【正确解答】光从玻璃射向空气的临界
12、角为夕，则 sin=因为玻璃对紫光折射率大于黄光，故紫光临界角较小依题意可知，一束光刚好发生全反射，另一束光已发生全反射，而入射角相同，故只能是黄光刚好发生全反射，紫光只有反射光，但黄光仍有反射光，故OB仍为复色光，故选项C正确6发出白光的细线光源ab，长度为l0，竖直放置，上端。恰好在水面以下，如图136所示现考虑线光源ab发出的靠近水面法线(图中的虚线)的细光速经水面折射后所成的像，由于水对光有色散作用，若以l1表示红光成的像的长度,l2表示紫光成的像的长度，则 ( )Al1l2l2l0Cl2l1l0 Dl2l1l0【错误答案】A【错解分析】只知道光从水中射向空气时光线要远离法线，故红光成
13、的像的长度和紫光成的像的长度都应该小于乙，但不知道哪一个更小【正确解答】b点发出的光从水中射向空气时光线要远离法线，在入射角相同情况下，紫光偏折更大，故折射光线的反向延长线与ab的交点更上，像的长度更小，故选项D正确或者直接算出b点的像深，如图137所示，物深dA为l，像深ab，为l1，由几何关系得，由题意可知入射光线靠近法线，i很小，也很小，则，由折射规律得,又因为水对紫光的折射率大于红光，故红光的像长大于紫光的像长专家会诊解决这类问题一要画好光路图，二要注意同种介质对不同频率的光折射率不向，频率越高，折射率越大，光在这种介质中的传播速度越小易错点3 棱镜、平行玻璃砖等重要光学器件1如图13
14、8所示，两束相同的平行单色光a、b照射到一块矩形玻璃砖的上表面，发生折射后分别照射到PQ和NQ界面上，下列说法中正确的是 ( )A.两束折射光都可以在界面上发生全反射 B两束折射光都不会在界面上发生全反射 C.折射光d可能发生全反射 D折射光c可能发生全反射【错误答案】A【错解分析】错选A的理由是两束折射光都是从光密介质射向光疏介质，入射角可以足够大，符合全反射的两个必要条件【正确解答】对于a光束，因为其折射光线是到达对边，由几何关系可知其入射角总比临界角要小，故不可能发生全反射对于光束，因为其折射光线是到达侧边，其入射角可以超过临界角，可以发生全反射，故选项C正确 2如图139所示，一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象，下列说法正确的是 ( )A.红光的偏折最大，紫光的偏折最小B红光的偏折最小，紫光的偏折最大C玻璃对红光的折射率比紫光大D.玻璃中紫光的传播速度比红光大【错误答案】ACD【错解分析】对白光通过棱镜的色散原理不清楚，同时玻璃棱镜对紫光和红光的折射率大小刚好弄反了【正确解答】光线经过棱镜两腰两次折射，均向底部偏转，偏折程度跟折射率有关，折射率越大，偏折角越大，所以紫光偏折最大，红光最小故选项B正确 3如图1310所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC，两者的AC面是平行放置的，在它们之间是均匀的未知透明介质一单色细光束O垂直于AB面入
