2022年光的直線傳播單元知識(shí)總結(jié)

1、精 華 名 師 輔 導(dǎo)教學(xué)內(nèi)容：光的直線傳播單元知識(shí)總結(jié)一、考綱要求1. 光的直線傳播 A 2. 光的反射，反射定律，平面鏡成像作圖法 B 3. 光的折射，折射定律，折射率，全反射和臨界角 B 4. 棱鏡，光的色散 A 5. 透鏡，凹、凸透鏡的焦點(diǎn)和焦距，透鏡成像，放大率和成像作圖 B 說(shuō)明：1. 不要求應(yīng)用相對(duì)折射率作計(jì)算2. 要求知道 n=c/v 和光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時(shí)，頻率是不變的3. 不要求利用臨界角和透鏡公式進(jìn)行計(jì)算，透鏡成像作圖中要求掌握單個(gè)透鏡情況4. 不要求用成像公式解題二、知識(shí)結(jié)構(gòu)本單元研究的是光的傳播規(guī)律及其應(yīng)用，通常稱為幾何光學(xué)。其主要內(nèi)容可分為兩大部分：一部分是

2、光的傳播的基本規(guī)律，包括光的直線傳播，光的反射定律和折射定律等，另一部分是這些規(guī)律在平面鏡、球面鏡、 棱鏡和透鏡等光學(xué)元件上的應(yīng)用。這些光學(xué)元件在控制光路和成像方面又有其自身的特點(diǎn)和規(guī)律。三、知識(shí)點(diǎn)、能力點(diǎn)提示幾何光學(xué)以光的直線傳播為基礎(chǔ)，應(yīng)用。主要研究光在兩個(gè)均勻介質(zhì)分界面處的行為規(guī)律及其從知識(shí)要點(diǎn)可分為四方面：一是概念；二是規(guī)律；三為光學(xué)器件及其光路控制作用和成 像；四是光學(xué)儀器及應(yīng)用。1. 光的反射 (1) 反射定律 (2) 平面鏡：對(duì)光路控制作用；平面鏡成像規(guī)律、光路圖及觀像視場(chǎng)。(3) 球面鏡：凹鏡及其實(shí)焦點(diǎn)和凸鏡及其虛焦點(diǎn)、球面鏡應(yīng)用 2. 光的折射 (1) 折射定律(2) 全反射

3、、臨界角。全反射棱鏡( 等腰直角棱鏡 ) 對(duì)光路控制作用。(3) 色散。棱鏡及其對(duì)光的偏折作用、現(xiàn)象及機(jī)理 (4) 透鏡 凹透鏡及其虛焦點(diǎn)，凹透鏡成像光路圖及其公式；凸透鏡及其實(shí)焦點(diǎn)，凸透鏡成像光路 圖及其公式 應(yīng)用注意：1. 解決平面鏡成像問(wèn)題時(shí)，要根據(jù)其成像的特點(diǎn)( 物、像關(guān)于鏡面對(duì)稱) ，作出光路圖再求解。2. 解決折射問(wèn)題的關(guān)鍵是畫好光路圖，應(yīng)用折射定律和幾何關(guān)系求解。3. 研究像的觀察范圍時(shí)，要根據(jù)成像位置并應(yīng)用折射或反射定律畫出鏡子或遮擋物邊緣的光線的傳播方向來(lái)確定觀察范圍。4. 無(wú)論光的直線傳播，光的反射還是光的折射現(xiàn)象，光在傳播過(guò)程中都遵循一個(gè)重要規(guī)律：即光路可逆?！就竭_(dá)綱練

4、習(xí)】( 一) 選擇題1. 一點(diǎn)光源 S，通過(guò)平面鏡成像 S ，如下圖所示，鏡面與 OS夾角為 30 ，設(shè) S不動(dòng)，平面鏡以速度 沿 OS方向向光源移動(dòng)，則 S 的像 S 將 ( ) A. 以速度 平行于 OS向右稱動(dòng)。B. 以速度 垂直于 OS向下移動(dòng)。C. 以速度 沿 SS 連線向 S移動(dòng)。D. 以速度 3 沿 SS 連線向 S移動(dòng)。( 提示：此題考查平面鏡的成像 ) 2. 從側(cè)面拍攝一輛以 10m/s 的速度運(yùn)動(dòng)的汽車，要求像的位移不得大于 0.1mm，底片上的像才不致模糊，汽車長(zhǎng)度為3m，底片上汽車的像長(zhǎng)為1.5cm，則感光時(shí)間不能超過(guò)( ) A.1 103S B.2 103S C.6.

5、7 103S D.3 103S ( 提示：此題考查凸透鏡成像規(guī)律及放大率勻速直線運(yùn)動(dòng)等知識(shí)) 3. 如圖所示， L 為水平放置的點(diǎn)亮的8w日光燈， T為一藤椅的豎直靠背，橫藤條與日光燈管平行，豎藤條相互垂交織，它們之間是透空方格，P是與藤條靠背平行的白屏?，F(xiàn)將屏從緊貼椅背處慢慢向遠(yuǎn)處 (圖中右方 ) 平移，從屏上將依次看到 ( ) A. 橫藤條的影，橫豎藤條的影B. 豎藤條的影，橫豎藤條的影C. 橫豎藤條的影，豎藤條的影，沒(méi)有藤條的影D. 橫豎藤條的影，橫藤條的影，沒(méi)有藤條的影 ( 提示：此題考查光的直線傳播規(guī)律及光的干涉規(guī)律。) 4. 在我國(guó)古代學(xué)者沈括的著作夢(mèng)溪筆談中有如下記載：“ 若鳶飛

6、空中，其影隨鳶而移；或中間為窗隙所束，則影與鳶遂相違，鳶東則影西，鳶西則影東。” 意是說(shuō)，若鷂鷹在空中飛翔， 它的影子隨鷂鷹而移動(dòng)；如鷂鷹的影子中間被窗戶孔隙所約束，影子與鷂鷹就作相反方向移動(dòng)，鷂鷹向東則影子向西移，鷂鷹向西則影子向東移。這描述的是光的什么現(xiàn)象?( ) A. 直線傳播現(xiàn)象 B. 折射現(xiàn)象C. 干涉現(xiàn)象 D.衍射現(xiàn)象( 提示：此題考查光的直線傳播規(guī)律 ) 5. 已知月球周圍沒(méi)有大氣層，因此在月球上看到的天空的顏色應(yīng)是 ( ) A. 藍(lán)色的 B. 紅色的 C.蒼白色的 D. 黑暗的( 提示：此題考查光的直線傳播規(guī)律。) 6. 有一點(diǎn)光源置于透鏡主軸上的 A 點(diǎn)，經(jīng)透鏡成像于 B 點(diǎn)

7、，將此點(diǎn)光源放在 B 點(diǎn)，經(jīng)透鏡成像于 C點(diǎn)，且 ABBC，如圖所示，則 ( ) A. 此透鏡一定是凸透鏡B. 此透鏡一定是凹透鏡C. 這兩次成的像都是虛像D. 透鏡一定在 A點(diǎn)的左側(cè)( 提示：此題考查透鏡成像規(guī)律 ) 7. 用眼睛觀察遠(yuǎn)處的燈，有時(shí)會(huì)看到它周圍光芒輻射，對(duì)于這一現(xiàn)象的解釋，下面的哪些說(shuō)法正確 ?( ) A. 這是空氣對(duì)光的折射作用造成的B. 這是眼睛的瞳孔對(duì)光的衍射作用造成的C. 這現(xiàn)象說(shuō)明眼睛的瞳孔是規(guī)則的圓形D. 這現(xiàn)象說(shuō)明眼睛的瞳孔是多邊形( 提示：此題考查光的衍射 ) 8. 如圖所示， 入射光 a 與凸透鏡主軸交于 P，夾角為 ， 其折射光線交透鏡主軸于 Q點(diǎn)，若過(guò)

8、P 的入射光與主軸夾角 變大些，則它的折射光線與主軸的交點(diǎn) Q( ) A. 仍為 Q點(diǎn) B.Q QO C.QQQO D.有可能無(wú)交點(diǎn)( 提示：此題考查折射規(guī)律 ) 9. 某介質(zhì)的折射率為 2 ，光線從此介質(zhì)射向與空氣的界面，下圖中光路圖正確的是( ) ( 提示：此題考查光的反射和折射 ) 10. 假設(shè)地球表面不存在大氣層，那么人們觀察到的日出時(shí)刻與實(shí)際存在大氣層的情況相比 ( ) A. 不變) B. 將提前C. 將延后D. 在某些地區(qū)將提前，在另一些地區(qū)將延后( 提示：此題考查光的折射( 二) 填空題11. 如圖所示，三棱鏡的頂角是30 ，光線與AB面成 90 射入，由 AC面射出，測(cè)得偏向角

9、是 30 ，該三棱鏡的折射率是) ，光在三棱鏡內(nèi)的速度為。( 提示：此題考查的折射率公式11 題圖12 題圖12. 如圖是發(fā)生日食的示意圖，地球表面處在區(qū)域，可看到 食；處在區(qū)域，可看到 食；處在區(qū)域則。( 提示：此題考查光的直線傳播規(guī)律的應(yīng)用 ) 13. 街道旁有一高為 H的路燈，有身高為 h 的某人從路燈正下方經(jīng)過(guò)，看到自己頭部的影子正好在自己腳下，如果此人以不變速度 v 直線朝前走， 則他自己的影子相對(duì)于地的速度為( 提示：此題考查光的直線傳播及勻速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，運(yùn)用三角形相似求解 ) 14. 如圖所示，一平面鏡置于折射率為 3 的某種液體中，鏡面與水平面成 30 的角，液體上方是真空，

10、 要使光線經(jīng)平面鏡反射后沿原光路返回直空中，應(yīng)為。) ( 提示：此題考查光的折射和反射光線射入液體時(shí)的入射角15. 如圖所示， P 為發(fā)光點(diǎn)， MN為平面鏡，如在MN與 P 之間放上不透明的擋板Q后，像的亮度的變化情況是) 。( 填“ 變亮” 或“ 變暗” 或“ 不變”) ( 提示：此題考查平面鏡成像規(guī)律 16題圖15 題圖16. 如圖所示，凸透鏡的主軸和x 軸重合，光心位于坐標(biāo)原點(diǎn)O 處， F 為透鏡焦點(diǎn)。如b果 a 、 b 分別是兩發(fā)光點(diǎn)a、b 的像，那么發(fā)光點(diǎn)a 可能在第象限，發(fā)光點(diǎn)可能在第象限。( 提示：此題考查透鏡成像規(guī)律) ( 三) 作圖題17 題圖 (1) 17 題圖 (2) 1

11、7. 請(qǐng)按下列要求用刻度尺作出光路圖(1) 如圖所示， AB為一發(fā)光線狀體，MN為一平面鏡， E為人眼所在位置，試用作圖法畫出用遮光紙把平面鏡MN上哪一部分遮住，人眼看不到AB的虛像，并在圖中用CD線段標(biāo)出范圍。(2) 如圖所示，已知一點(diǎn)光源發(fā)出的光線經(jīng)凸透鏡折射后的兩條出射光線，用作圖法確 定點(diǎn)光源位置，并畫出完整光線圖。( 提示：此題考查平面鏡成像規(guī)律及凸透鏡成像作圖法 ) 18. 如圖， MN是暗室墻上的一根直尺，手電筒射出一束光與MN垂直，直尺上被照亮的寬度是 a，今將一橫截面是直角三角形的玻璃三棱鏡放在圖中虛線所示位置，截面的直角邊 AB與 MN平行，頂角 A30 。請(qǐng)你說(shuō)明放上三棱

12、鏡后，在直尺上被照亮的部分有何變化，說(shuō)明理由，并畫出光路。( 提示：此題考查光的折射及光的色散規(guī)律 ) ( 四) 計(jì)算題19. 激光液面控制儀的原理是：一束激光以入射角 照射液面，反射光斑被光電管接收后轉(zhuǎn)變?yōu)殡娪嵦?hào)， 電訊號(hào)輸入控制系統(tǒng)以控制液面高度。若反射光斑 B移動(dòng)了距離 S到 B ，如圖所示，那么液面應(yīng)怎樣變化 ?其變化量 H為多少 ? ( 提示：此題考查光的反射規(guī)律 ) 20. 直徑 d=1.00m，高 H=0.50m的不透明圓桶， 放在水平地面上， 桶內(nèi)盛有折射率 n=1.60的透明液體， 某人站在地面離桶中心的距離為 x=2.10m 處，他的眼睛到地面的距離 y=1.70m。問(wèn)桶中

13、液面高 h 為多少時(shí)，他能看到桶底中心 ( 桶壁厚度忽略不計(jì) ) 。( 提示：此題考查運(yùn)用光的折射率公式計(jì)算 ) 21. 如圖，光從 A 點(diǎn)射入圓形玻璃，而從 B 點(diǎn)射出，若射出玻璃與射入玻璃的光線夾角為 30 ， AB弧所對(duì)應(yīng)的圓心角 120 ，則此玻璃的折射率是多少 ? ( 提示：此題運(yùn)用光的折射及幾何知識(shí)求解 ) 22. 物體與屏之間保持適當(dāng)?shù)木嚯xL 不變，將一凸透鏡放在物、屏之間，改變透鏡位置，使得在屏上兩次出現(xiàn)清晰的像，如果測(cè)得兩次像長(zhǎng)分別為f=a 和 b，試證：物和像之間距離L 必須大于四倍焦距；物體長(zhǎng)度h=ab ; 透鏡焦距(aabb2)L。( 提示：此題考查透鏡成像作圖法及運(yùn)用

14、三角形相似求解) 23. 空中有一只小鳥(niǎo)，距水面 3m，其正下方距離水面 4m 深處的水中有一條魚(yú)，已知水的折射率為 4 ，則鳥(niǎo)看水中魚(yú)離它的距離是多少 ?魚(yú)看空中的鳥(niǎo)離它的距離是多少 ? 3( 提示：此題運(yùn)用光的折射公式及近法線光線折射時(shí)，利用 sin tg 近似計(jì)算 ) 24. 如圖所示，寬度為 a 的平行光束從空氣中斜射到兩面平行的玻璃板上表面，入射角為 45 ，光束中含有兩種不同波長(zhǎng)的單色光，玻璃對(duì)這兩種色光的折射率分別為 n =1.5 ，n = 3 。求： (1) 兩種波長(zhǎng)的光射入上表面后的折射角 1r 和 2r ( 用反三角函數(shù)表示 ) ，(2) 為使光束從玻璃板下表面出射時(shí)能生成不重疊的兩束單色光，玻璃板的厚度至少應(yīng)為多少 ( 用根式表示 )? 作出光路的示意圖。(