2020高考物理月刊專版 專題11 光學綜合 光學專題總復習

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1、2020高考物理月刊專版 （一）光的直線傳播 1. 光在同一種均勻的介質中是沿直線傳播的，要會利用光的這種性質解決、解釋生產和生活中的簡單問題。 2. 光在不同介質中傳播的速度不同，光在真空中的速度是，光在其他介質中的速度比在真空中的速度小，應用以上規(guī)律可以推算出距離。 3. 用實際例子來證明光在同種均勻的介質中是沿直線傳播的。 （二）光的反射 1. 光射到物體表面上的時候，有一部分光被物體表面反射回去的現(xiàn)象叫光的反射。 2. 光的反射定律：反射光線與入射光線、法線在同一平面內；反射光線和入射光線分居法線的兩側；反射角等于入射角。 光在反射時光路是可逆的。 利用以上的規(guī)

2、律解決控制光路的問題，達到理論聯(lián)系實際的目的。 3. 光射到任何表面都會發(fā)生反射。光在平滑表面上的反射叫鏡面反射；光在粗糙不平的表面上的反射叫漫反射。 鏡面反射和漫反射都遵守光的反射定律。 根據(jù)兩種不同反射特點，解釋一些現(xiàn)象，說明它們的簡單應用。 （三）平面鏡成像 平面鏡成像特點：物體在平面鏡里成的是虛像；像和物體大小相等，它們的連線跟鏡面垂直，它們到鏡面的距離相等。 利用以上特點畫平面鏡成像圖、確定平面鏡位置，通過光源的虛像找入射點、確定平面鏡所成虛像的觀察范圍及解決其他實際問題。 （四）光的折射 1. 光從一種介質斜射入另一種介質時，傳播方向一般會發(fā)生變化，這種現(xiàn)象

3、叫做光的折射。 2. 光的折射規(guī)律：折射光線與入射光線、法線在同一平面內；折射光線和入射光線分居法線兩側；光從空氣斜射入水和其他介質中時，折射角小于入射角；當入射角增大時折射角也增大，但總是小于入射角；當光線垂直射向介質表面時，傳播方向不改變；在折射時光路是可逆的。應用以上知識解決平板玻璃側移、三棱鏡偏折、透過不同介質觀察物體位置等問題。 （五）透鏡 透鏡有兩類：凸透鏡和凹透鏡。凸透鏡對光線有會聚作用，凹透鏡對光線有發(fā)散作用。需要掌握三條特殊光線的光路。 （六）凸透鏡成像 凸透鏡成像及應用表 物距（） 像距（） 像的性質 應用 大小 倒正 虛實 無限遠

4、 極小 光斑 測 縮小 倒立 實像 照相機 等大 倒立 實像 1. （測） 2. 最小 放大 倒立 實像 幻燈機 無限遠 1. 平行光源 2. 測 同側 放大 正立 虛像 放大鏡 掌握凸透鏡成像的規(guī)律，并會利用它們來判斷像的性質、虛實分界點、倒正分界點及放大還是縮小分界點；判斷物體移動速度與像的移動速度之間關系；判斷焦距；判斷變化。 【典型例題】 [例1] 如圖1所示，AB為一條從空氣射向玻璃與空氣界面時的一條反射光線，請你完成光答案：將反射光線反向延長，在延長線上任取一點，過

5、作界面垂線交界面于O點，截取。連接SA、SA就是入射光線，過A作直線垂直界面即為法線，然后過A點作出折射角比入射角小的折射光線AC。如圖2所示，為入射角；為反射角；為折射角。 方法提煉：作光路圖時，有時虛擬一個物體的像可使解題過程簡便，在折射現(xiàn)象里，光從空氣（或真空）到介質，入射角大于折射角，光從介質到空氣（或真空），入射角小于折射角，（入射角為0°時，入射角等于折射角）。 [例2] 有一光源放在平面鏡前，經平面鏡得到兩條反射光線，如圖3所示，根據(jù)平面鏡成像特點，確定光源S的位置并完成光路圖。 解析：要找到光源位置，根據(jù)平面鏡成像特點，找到像的位置根據(jù)對稱性就能求出光源位置，

6、而像的位置可由反射光線反向延長得到。 答案：反向延長兩條反射光線交于S，是S的像，過作直線垂直于平面鏡交平面鏡于O點，截取找到S點，如圖4所示，S即為所求的光源位置，再將光源與兩條反射光線連接起來完成光路圖。 易錯分析：解此題是用的一種逆向思維方法，雖逆向思維，還是離不開平面鏡成像特點。這類反射光路問題，簡便的方法就是找到虛像，再根據(jù)平面鏡成像特點作圖。若直接根據(jù)光的反射定律作圖也可，但要繁瑣許多。 [例3] 如圖5所示，用自制的針孔照相機觀察燭焰，有以下四種說法，其中正確的有（ ） A. 薄膜上出現(xiàn)的像是倒立的 B. 薄膜上的像可能是縮小的也可能是放大的 C. 保持

7、小孔和燭焰的距離不變，向后拉動薄膜，燭焰的像更明亮 D. 保持小孔和燭焰的距離不變，向前推動薄膜，燭焰的像變小 拓展延伸：對本題如果分析不全，很容易漏選D，對針孔照相機，要弄懂其原理，原理弄懂了，關于它的各種說法就能辨別真?zhèn)瘟恕? [例4] 為什么從圓形玻璃魚缸的上方看水顯得淺？從旁邊看魚顯得大？把魚缸放在陽光下，為什么魚缸的影子里有個較亮的光斑？ 解析：要學會聯(lián)想法，魚缸中間凸起，使我們想到魚缸相當于一個凸透鏡，用凸透鏡解釋缸中魚變大，在太陽下有光斑就不困難了。 答案：從魚缸上方看魚缸，魚缸底上的光通過水射向空氣發(fā)生了折射，故看起來顯得淺；從旁邊看，凸形的水相當于一個凸透鏡，金魚

8、游到魚缸邊附近時，處在這個凸透鏡的焦點之內，凸透鏡起放大鏡的作用，我們實際上看到了金魚的放大的虛像，魚缸在太陽光下相當于一個凸透鏡，對太陽光有會聚作用，會聚點處形成一個較亮的光斑。 找出規(guī)律：凡是聯(lián)系實際的題，我們要善于將實際情況與一些物理模型進行對比，看它是否符合某一物理模型的特征；找到了物理模型，就能用物理原理來解釋現(xiàn)象了。 [例5] 如圖6所示，OC，OD是光從空氣射入玻璃發(fā)生折射的光的傳播路線，EF是空氣與玻璃的分界面，N為法線，圖中A側物質是 ，B側物質是 ，入射角是 ，折是玻璃，B側物質是空氣，入射角為50°，折射角為25°，由反射定律知反射角等于入

9、射角等于50°。 答案：玻璃；空氣；50°；25°光路圖如圖7所示。 方法提練：本題找出哪是玻璃哪是空氣是解題的關鍵，可以用假設法也可用分析法解本題。例如假設DO是入射光線，則入射角為25°，折射角為50°，折射角大于入射角，與題意矛盾，故只能是CO是入射光線，利用結論“光從空氣（真空）到介質，折射角小于入射角，光從介質到空氣（真空），折射角大于入射角”解題往往是奏效的。 [例6] 如圖8所示，由A點發(fā)出一束激光在液面MN上的O點發(fā)生反射，反射光線的光斑射到B點，由于液面高度發(fā)生變化，反射光斑由B移到C點（B和C是屋頂上的兩點），試用作圖法畫出液面變化的高度。 解析：由于液

10、面上升或下降，A點虛像不好確定，所以不好找虛像。根據(jù)題意，入射光線的方向是不會改變的，由于液面總是水平的，故入射角不會改變，由反射定律，反射角也不會改變，所以液面改變后，反射光線的方向應當與BO平行，根據(jù)這一思路，就很好作圖了。 便于作圖的元素，問題就迎刃而解了。 [例7] 如圖10所示，請根據(jù)光線的傳播情況，在方框內畫出合適的一個光學元件，并完成邊射出，下面的光線也不能到達上邊射出，由此想到方框內不能是凹透鏡，那就只能是凸透鏡了。進一步想到，兩條入射光線只有相交于凸透鏡焦點，再分散射向凸透鏡，其出射光線射向方框，但不等于射到透鏡上的光一定是會聚光，可能是會聚光，也可能是會聚后的發(fā)散光

11、。 [例8] 如圖13所示，有一束光線射入杯中，在杯底形成光斑，逐漸往杯中加水，光斑將（ ） A. 向右移動 B. 向左移動 C. 不動 D. 無法判斷 解析：往杯中加水，光射到水面上，入射角不變，折射角不變，入射點向右移動，在杯底形成的光斑隨之向右移動。 答案：A 易錯分析：若誤認為入射角不變，折射角不變，光斑不動，就錯誤了，當折射光線方向不變，入射點向右移動時，折射光線是向右移動的一些平行光線。如圖14所示。 [例9] 物體距凸透鏡20cm時，在凸透鏡另一側距凸透鏡35cm的光屏上得到清晰的像，則該像是（ ） A. 放大的 B. 縮小的 C. 等大的 D. 虛像