《河北省2011年高考物理一轮总复习 光学 第67讲 光的直线传播光的反射 课件 旧人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《河北省2011年高考物理一轮总复习 光学 第67讲 光的直线传播光的反射 课件 旧人教版（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、大纲版跨越高考第一轮总复习 物理第十四单元 光学透析高考动向 考点题型 一览无遗第67讲 光的直线传播光的反射自主夯实基础 自主预习 轻松过关名师点金复习本讲时要落实的基础知识有：了解基本的光学现象原理，画出基本的反射光路图，并能利用几何知识解决问题.正确地画出光路图是解决几何光学问题的重要方法和手段，它体现了光的传播和成像的过程.过程清楚，才能作出正确的光路图，因而能否正确画光路图，反映出对基本知识的理解和运用情况.会画出光路图是解决几何光学问题的一种基本技能.因此，在复习中以作图训练为主线，养成良好的作图习惯.知识梳理一、光的直线传播1.光源：正在自行发光的物体叫光源.光源发光是将其他形式
2、的能转化为光能.如太阳、电灯、点燃的蜡烛等.2.光的直线传播（1）光线：表示光传播方向和路径的几何线叫做光线.在光线上标明箭头，表示光的传播方向.光线不是实际存在的.（2）介质：光能够在其中传播的物质叫做介质.光的传播可以在真空中进行.（3）光的直线传播光在同一种均匀介质中是沿直线传播的.解释现象：影、日食和月食的形成，小孔成像等.光的传播过程也是能量传递的过程.二、光速1.光速：光的传播速度.（1）真空中的光速：各种不同频率的光在真空中的传播速度都相同，均为c=3.0108 m/s.（2）光在其他介质中的速度都小于c,其大小除了与介质的性质有关外，还与光的频率有关.（这一点与机械波不同，机械
3、波的波速仅由介质的性质密度、弹性和温度等决定.）2.光年：光在真空中一年时间内传播的距离叫做光年.注意：光年不是时间单时间单 位，而是长度单单位.三、光的反射1.光的反射现现象（1）光从一种介质质射到它和另一种介质质的分界面时时，一部分光又回到这这种介质质中的现现象叫做光的反射.（2）光的反射现现象反射光线线和入射光线线、界面的法线线在同一平面内，反射光线线和入射光线线分别别位于法线线的两侧.反射角等于入射角.注意：反射现现象中，光路是可逆的.2.平面镜镜成像（1）平面镜镜的光学特点：只改变变光束的传播方向，不改变光束的性质（2）平面镜成像特点：像在平面镜的后面，是正立、等大的虚像，物、像关于
4、镜面对称.即像与物的方位关系上下不颠倒,左右要交换.基础自测1.（2009年湖北荆州检测）如图67-1甲所示，小球A位于距墙和地面等距离的某一点，在球的左边紧靠小球有一点光源S.小球以速度v 水平抛出恰好能落在墙角O处，小球 图67-1甲在空中运动时，球在墙上的影子由上向下运动，则其影子中心的运动是( )A匀速直线运动B自由落体运动C匀加速直线运动D变加速直线运动【解析】以S点建立直角坐标如图67-1乙所示，设点光源S到墙与地面的距离均为L，小球抛出时间t后的坐标为（x,y），则根据平抛运动的规律有：x=vt,图67-1乙 在这段时间内小球的影子中心从墙上M点沿直线运动到S点，其位移结合以上三
5、式可得： 这表明小球影子中心以速度 做匀速直线运动，所以选项A正确.【答案】A2.（2009年太原部分学校检测）图图67-2所示是一架简简易的潜望镜镜，由两个弯成直角的圆圆筒套在一起而成，E、F是安放在转转角处处的两块块平面镜镜，与水平方向都成45角.现现使B段保持竖竖直方向，A段指向南方，转动转动 C段使它水平指向 图图67-2东东方，则则在A处处看到的在东东方站立的人的像是（ ）A.竖竖直方向，头头向上B.竖竖直方向，头头向下C.水平方向，头头向东东D.水平方向，头头向西【解析】从左向右观察，C圆筒处站立的人的左侧成像在平面镜E的内侧，右侧成像在平面镜的外侧，而内侧的反射光线到达平面镜F的
6、上端，外侧的反射光线则到达平面镜F的下端，故人通过平面E、F成像后，左侧在上，右侧在下，即所成的像为水平方向；另外人在平面镜中成像时，人的上部在平面镜E上部，再通过平面镜F反射时，则反射光线在平面镜F的右侧，故人的上部通过两平面镜成像后向东.正确答案为C.【答案】C3.(2009年信阳模考)一个点光源S放在平面镜镜MN前，若MN不动动，光源S以速度2 m/s沿与镜镜面成60角的方向向右做匀速直线线运动动，如图图67-3甲所示，则则光源在镜镜中的像将( )A.以速率4 m/s沿SO直线线向右平移B.以速率2 m/s垂直于OS向下平移 图图67-3甲C.从镜镜的另一侧侧向O点做速率为为2 m/s的
7、直线线运动动D.在S上看到像以 m/s的速度向S靠近【解析】图67-3乙如图67-3乙所示，引起像移动的速度是物垂直镜面的分速度，作S的像S（可用对称法），并作经时间t后的位置S1及像S1.由几何对称关系可知SS1SS1，故得像S将沿SO直线以v2 m/s的速率做直线运动，故C正确.由对称关系可知，在t时间内S和S沿垂直于镜面的方向的变化 图67-3乙距离SA和SA大小相等.故它们互相靠近的距离变化为:x=SA+SA=2SA像相对物靠近的速度为:故D正确.【答案】CD创新方法探究 提炼方法 展示技巧题型方法一、光的直线传播的应用例1 图67-4为发生月食时,太阳照射光线的示意图.当月球进入图中
8、哪个区域时,在地球上处于夜晚地区的观察者可以看到月食( )A.全部进入a区域B.全部进入b区域C.全部进入c区域D.部分进入a区域【解析】当月球全部进入地 球本影区a区时,所有的太阳光都照不到月球上,因此月亮是黑图67-4暗无光的,这时地球上的观察者看到的是月全食,所以选项A正确;当月球部分进入a区时,进入的部分没有光线反射出来,这时看到的是月偏食,所以选项D正确;月球处于半影区b区时,有部分太阳光照到月球上,因此整个月球的向阳面仍然有反射光,所以不能产生月食;由地理知识可知，月球不可能进入c区，所以选项B、C错误.【答案】AD【点评】只有月球进入地球的本影区,才能产生月食,由于月球比地球小得
9、多,它离地球又比较近,所以月球不可能处在横跨a区的位置,即不存在月环食.方法概述1.解决这类实际问题的关键是仔细审题，将题中叙述的物理情境转化为几何图形，即通过画情境示意图和光路图，将一个实际问题转换为一个熟悉且易于分析的光的直线传播模型，再利用图中几何关系和题设条件列出方程求解.2.日食和月食具有以下特点：（1）日食和月食是由于光的直线传播而形成的.（2）搞清日、月、地三者之间的位置关系.发生月食时，地球位于日月之间；发生日食时，月球位于日地之间. （3）无论日食还是月食，都是在地球上看到的.（4）在地球上不同区域的人，能同时分别看到日全食和日偏食或日环食和日偏食，但不能同时分别看到日全食和
10、日环食.另外，由于月球离地球很近，不可能发生“月环食”.二、平面镜成像作图法例2 如图图67-5甲所示，M、N为为两块块平面镜镜，S点为为一发发光点，P点和S点均在纸纸面内.由S点发发出的一条光线线先经经平面镜镜M反射再射向平面镜镜N，经经平面镜镜N反射后通过过P点.试试画出这这条光线线的光路.【解析】根据像和物关于平面镜对称的规律，先找出S点在平面镜M中的虚像S1点，虚像S1对于平面镜N而言相当于发光点，再找出S1在平面镜N中的虚像S2.连接S2P，交平面镜N于D2点，连接D2S1交平面镜M于 D1，连接SD1，则光线SD1、D1D2、D2P即为所求作的光线，如图67-5乙所示.图67-5甲
11、【答案】如图图67-5乙所示【点评】平面镜成像具有对称性，任意一条入射光线的反射光线都好像是从像点射出来的.所以作某一条确定的光线时，可先用对称性将像点作出. 方法概述平面镜成像作图的两种方法.方法一 根据光的反射定律作成像光路图.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.图67-5乙方法二 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 图67-6在镜前延长这两条直线,即为两条反射光线，如图67-6所示
12、.三、平面镜成像动态问题的分析例3 如图图67-7甲所示，点光源S放在平面镜镜前.试问试问 ：（1）若镜镜不动动，S以速度v沿SO方向向左平移，S的像将如何运动动？（2）若S不动动，镜镜以速度v沿OS方向向右平移，S的像又将如何运动动？（3）若S不动动，镜镜以O为圆为圆心，以角速度沿顺时针顺时针 方向匀速转动转动 ，且转动转动 角小于45，S的像又将如何运动动？图67-7甲【解析】（1）如图67-7乙所示，S以速度v向O点平移， 根据物、像以镜面对称的规律，像S必以速率v=v沿SO向O 点运动.(2)如图67-7丙所示，镜面向右平移，设在t时间内由O移 到S点，同时像、物重合，即t时间内O点的
13、位移为vt，而S的 位移为 ，故S以 的速度沿S、S 连线向S运动.图67-7(3)设镜绕O点顺时针转过角（45），则SO与平面镜的夹角变为（45-），如图67-7丁所示.根据像与物的对称性可知，SO与镜面的夹角也变为 图67-7丁45-,所以像S绕O点顺时针转动2角，其转动角速度为2.【答案】略【点评】“平面镜成像”属于较高要求的考点，也是高考的热点.物或镜的移动从而引起像移动类问题的解题关键是：画出初始位置与移动位置的成像图，确定像的位置变化，从而确定像点的运动情况.方法概述平面镜成像动态问题的几个结论:（1）在入射光线方向不变时，平面镜旋转角，反射光线将转过2角.（2）有一条光线射入两块
14、互相垂直的平面镜中的一块，则经另一平面镜反射后的光线必与入射光线平行.（3）平面镜、物体间的相对运动：若镜不动，物体以v的速度沿垂直于镜面的方向向镜运动，则像相对于镜面以v的速度向镜面运动，相对于物体以2v的速度向物体运动；若物体不动，镜沿物与镜垂直的方向以v的速度向物体运动，则像对镜以v的速度向镜面运动，对物体以2v的速度向物体运动；若镜不动，物体以v的速度沿与镜面成角的运动，则像也以v的速度运动，像的运动轨迹与物体的运动轨迹关于镜面对称；若物体不动，镜面以v速度沿着与镜面成角的方向向物体运动，则像将以2vsin 的速度沿物、像连线方向向物体运动.四、平面镜的视场问题例4 如图图67-8甲所
15、示，在竖竖直平面xOy上，人眼位于x轴轴上+3坐标标点H，一平面镜镜位于图图示位置，平面镜镜两端坐标标分别为别为 N（-1,3）与M（0,3）那么当一发发光点P从坐标标原点O沿x轴负轴负 方向运动动的过过程中，若要使 图图67-8甲人眼可以从平面镜镜中观观察到P的像，则则P点运动动的区域是（ ）A.0至-1区间间B.-1至-3区间间C.0至-区间间D.-3至-5区间间【解析】设想H处有一点光源，它发出的光被平面镜反射后照到x轴上的A、B区间，具体光路图如图67-8乙所示.那么根据光路可逆的知识，当发光点P在A、B之间运动时，能被处于H的人眼通过平面镜看到，发光点P的具体范围为-3-5区间内.图
16、67-8乙【答案】D方法概述平面镜的视场问题及处理方法有两类：一类是确定眼睛在什么范围内能通过镜看到完整或局部的物或像.确定视场的方法是：先定像的位置，再画出边界光线，则边界光线的公共部分就是观察完整像的视场，而非公共部分可观察局部的像.另一类是眼睛在确定的位置能看到物或像的哪些部分，对这一类问题，常是应用光路可逆性，把眼睛看做“发光体”，眼睛所发的“光”通过镜能“照亮”的区域，即眼睛所能看到的区域. 体验成功1.（2009年全国理综卷）某物体左右两侧侧各有一竖竖直放置的平面镜镜，两平面镜镜相互平行，物体距左镜镜4 m，右镜镜8m，如图图67-9所示，物体在左镜镜所成的像中从右向 图67-9左数的第三个像与物体的距离是（ ）A 24 m B32 m C 40 m D48 m【解析】本题考查平面
