第一課時-光的直線傳播-光的反射省名師優(yōu)質(zhì)課賽課獲獎?wù)n件市賽課百校聯(lián)賽優(yōu)質(zhì)課一等獎?wù)n件

第十四章光學(xué)第一課時光直線傳輸光反射1/41第一關(guān):基礎(chǔ)關(guān)展望高考基礎(chǔ)知識2/41一? 光直線傳輸知識講解1.光源:自行發(fā)光物體.特點(diǎn):光源含有能量且能將其它形式能轉(zhuǎn)化為光能.光在介質(zhì)中傳輸就是能量傳輸.2.介質(zhì):光能在其中傳輸物質(zhì).3.光直線傳輸:光在同種均勻介質(zhì)中總是沿著直線傳輸.光在真空中傳輸速度c=3.0×108m/s;在任何介質(zhì)中傳輸速度都小于c,v=c/n(n為該介質(zhì)折射率)3/414.本影和半影(1)影:影是自光源發(fā)出并與投影物體表面相切光線在背光面后方圍成區(qū)域.(2)本影:發(fā)光面較小光源在投影物體后形成光線完全不能抵達(dá)區(qū)域.(3)半影:發(fā)光面較大光源在投影物體后形成只有部分光線照射區(qū)域.4/41活學(xué)活用1.如圖所表示,A是直徑為10cm發(fā)光圓,B是直徑為5cm遮光板,C為光屏,三者中心共軸,A?B之間相隔200cm.當(dāng)C離B為多遠(yuǎn)時恰好屏上本影消失,只有半影?這時半影環(huán)半徑是多少?本影可取最大直徑是多少?5/416/417/41答案:當(dāng)C離B200cm時屏上本影恰好消失,這時半影環(huán)半徑為10cm本影可取最大直徑是5cm.點(diǎn)評:影形成是光直線傳輸規(guī)律實(shí)際應(yīng)用,用光直線傳輸規(guī)律來處理影形成問題.8/41二? 光反射知識講解1.反射現(xiàn)象:光從一個介質(zhì)射到另一個介質(zhì)界面上再返回原介質(zhì)現(xiàn)象.2.反射定律:反射光線跟入射光線還有法線在同一平面內(nèi),且反射光線和入射光線分居法線兩側(cè),反射角等于入射角.3.分類:鏡面反射和漫反射.注意鏡面反射和漫反射都遵照反射定律.4.光路可逆原理:全部幾何光學(xué)中光現(xiàn)象,光路都是可逆.9/415.平面鏡作用和成像特點(diǎn)(1)作用:只改變光束傳輸方向,不改變光束聚散性質(zhì).(2)成像特點(diǎn):等大?正立虛像,物和像關(guān)于鏡面對稱.10/41活學(xué)活用2.一個半徑為5m圓形蓄水池裝滿水,水面與地面相平,在池中心上空離水面3m處吊著一盞燈,求一個身高1.8m人能夠離開水池邊緣多遠(yuǎn)距離還能看到燈在水中像.11/41解析:水面相當(dāng)于平面鏡,作反射光光路圖如圖所表示,若人在某位置時恰能經(jīng)過水池邊緣看到燈在水中像,這時光源發(fā)出光恰好經(jīng)過水池邊緣反射入人眼睛.

由反射定律可知∠α=∠β.

由幾何分析得△SBO∽△DCO,故有即答案:3m點(diǎn)評:正確作出反射光路圖,結(jié)合反射定律進(jìn)行分析,是處理這類問題關(guān)鍵.12/41第二關(guān):技法關(guān)解讀高考解題技法13/41一? 平面鏡成像作圖方法技法講解方法一:依據(jù)光反射定律作成像光路圖.先作出物點(diǎn)射到平面鏡上任意兩條光線,然后依據(jù)反射定律作出其反射光線,最終將反射光線反向延長交于平面鏡后一點(diǎn),該點(diǎn)即為像點(diǎn).方法二:依據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)作圖.先依據(jù)物像對稱性作出像點(diǎn),然后作出物點(diǎn)射到平面鏡上任意兩條光線,最終將像點(diǎn)與兩入射光線在平面鏡上入射點(diǎn)分別用直線連接,并在鏡前延長這兩條直線,即為兩條反射光線,如圖所表示.14/4115/41利用方法二比喻法一有顯著優(yōu)點(diǎn):作圖準(zhǔn)確,快速方便.不論利用哪種方法作圖都應(yīng)注意:(1)實(shí)際光線用實(shí)線畫出并帶箭頭,實(shí)際光線反向延長線用虛線表示.(2)最少要畫兩條光線,因?yàn)樽钌僖袃蓷l光線,才能找出像位置.(3)對稱法只能用來確定像位置,作光路時必須補(bǔ)畫上光線.16/41典例剖析【例1】為了在豎直懸掛穿衣鏡前看到自己全身,試分析:平面鏡最少得多高?這時鏡最高點(diǎn)或者最低點(diǎn)應(yīng)在什么位置?17/41

[解析]依據(jù)人與像對稱于鏡面,其光路如圖所表示,設(shè)身高AB=H,眼睛(E)到頭頂豎直距離EA=h,依據(jù)三角形兩邊中線長度等于底邊長度二分之一,所以鏡最小高度為Hmin=.鏡下邊D距地面最大允許高度為hmax=

(H-h).鏡上邊C位于AE中垂線上,即鏡懸掛點(diǎn)距地面高度為H′=H-18/41二? 平面鏡視場問題技法講解1.人眼看到物體條件從物體發(fā)射出來光線直接射入或經(jīng)反射?折射后進(jìn)入人眼睛,在下列圖中,帶箭頭水平線表示一條光線,只有眼睛位于a處才能看到這條光線,在b、c、d處均不能看到這條光線.19/412.確定平面鏡成像觀察范圍方法在用遮光板將由物點(diǎn)射向平面鏡光線不全部擋住情況下,平面鏡前物體總能在鏡中成像,但只有在一定范圍內(nèi)才能看到.若要看到平面鏡中完整像,則需借助邊界光線,邊界光線公共部分,即為完整像觀察范圍.經(jīng)過平面鏡看虛像情況就像經(jīng)過與平面鏡等大“窗口”看窗外物體一樣.詳細(xì)觀察范圍為像點(diǎn)和平面鏡邊緣連線所限定.20/41典例剖析【例2】如圖所表示,在豎直平面xOy上,人眼位于x軸上+3坐標(biāo)點(diǎn)H,一平面鏡位于圖示位置,平面鏡兩端坐標(biāo)為N(-1,3)與M(0,3),那么當(dāng)一發(fā)光點(diǎn)P從坐標(biāo)原點(diǎn)沿x軸負(fù)方向運(yùn)動過程中,當(dāng)P點(diǎn)在以下哪個區(qū)域中運(yùn)動時,人眼能夠從平面鏡上觀察到P像()21/41A.0至-1區(qū)間 B.-1至-3區(qū)間C.0至-∞區(qū)間 D.-3至-5區(qū)間

[解析]構(gòu)想H處有一點(diǎn)光源,它發(fā)出光被平面鏡反射后照到x軸上A?B區(qū)間,詳細(xì)光路如圖所表示,那么依據(jù)光路可逆知識,當(dāng)發(fā)光點(diǎn)P在A?B之間運(yùn)動時,能被處于H人眼經(jīng)過平面鏡看到,詳細(xì)范圍為發(fā)光點(diǎn)P在-3至-5區(qū)間內(nèi).[答案]D22/41三? 物或平面鏡移動問題分析方法技法講解1.當(dāng)物或平面鏡平動時;如圖若鏡不動,物速為v且垂直鏡面移動,則像速為v且垂直鏡面與物運(yùn)動方向相反.23/41若鏡動而物不動,當(dāng)鏡速為v時,像對物速度為2v,且方向與鏡移動方向相同.2.當(dāng)平面鏡繞鏡上某點(diǎn)轉(zhuǎn)過一微小角度α角時,據(jù)反射定律,法線也隨之轉(zhuǎn)過α角,反射光線則偏轉(zhuǎn)2α角.24/41典例剖析【例3】一個點(diǎn)光源S對平面鏡成像,設(shè)光源不動,平面鏡以速率v沿OS方向向光源平移,鏡面與OS方向之間夾角為30°,如圖所表示,則光源像S′將()25/41A.以速率0.5v沿S′S連線向S運(yùn)動

B.以速率v沿S′S連線向S運(yùn)動

C.以速率沿S′S連線向S運(yùn)動

D.以速率2v沿S′S連線向S運(yùn)動26/41

[解析]利用平面鏡成像規(guī)律作出像點(diǎn)S′,如圖所表示,連接SS′、AS′,利用對稱關(guān)系,可知△ASS′為等邊三角形,當(dāng)平面鏡從A向右移到S點(diǎn),像點(diǎn)也從S′移至S點(diǎn).顯然像點(diǎn)沿S′S連線向S運(yùn)動,速率v′等于v.故選B.[答案]B27/41第三關(guān):訓(xùn)練關(guān)笑對高考隨堂·訓(xùn)練28/411.如圖所表示,為發(fā)生日食時影區(qū)分布情況,則以下敘述中正確是()A.在D區(qū)觀察者可觀察到日環(huán)食B.在B區(qū)觀察者可觀察到日全食C.在A區(qū)觀察者可觀察到日全食D.在A區(qū)觀察者可觀察到日偏食29/41解析:由題圖所表示光路及本影、半影定義可知:D是本影區(qū),A、C為半影區(qū),B是本影D倒圓錐體,進(jìn)入B區(qū)光線均為太陽周圍光線,故有A、C區(qū)觀察均為日偏食,在B區(qū)觀察為日環(huán)食.所以,D選項(xiàng)正確.答案:D30/412.一個點(diǎn)光源S,放在平面鏡MN前.若MN不動,光源S以速率2m/s沿與鏡面成60°角方向向右做勻速直線運(yùn)動,如圖所表示,則光源在鏡中像將()31/41A.以2m/s速率做直線運(yùn)動,且運(yùn)動方向與S運(yùn)動方向夾角為120°

B.以2m/s速率垂直于MN做直線運(yùn)動

C.以m/s速率相對于S做直線運(yùn)動

D.以m/s垂直于MN速率向MN做直線運(yùn)動32/41解析:依據(jù)平面鏡成像規(guī)律,作S像S′,如右圖所表示,經(jīng)過t時間,光源S位置為S1,其像就為S′1.由物像對稱性可知SS1=S′S′1,所以S′相對平面鏡是以2m/s速率,沿與鏡成60°角S′O方向做勻速直線運(yùn)動,而且與S運(yùn)動方向SO夾角為120°,所以選項(xiàng)A是正確,B是錯誤.33/41S速度為v,垂直于平面鏡分速度v1=v·cos30°=2×m/s,由物像對稱性知,S′相對于鏡垂直分速度也為m/s,所以選項(xiàng)D是錯誤.

若以S為參考物,則S′相對于S是以m/s速率向S做勻速直線運(yùn)動,所以選項(xiàng)C是正確.答案:AC34/413.凌日是內(nèi)行星經(jīng)過日面一個天文現(xiàn)象.我們把繞日運(yùn)行軌道在地球以內(nèi)行星,稱為內(nèi)行星.假如內(nèi)行星一顆恰好從地球與太陽之間經(jīng)過,地球上觀察者就會看到有一個黑點(diǎn)從太陽圓面經(jīng)過,大約需要一個多小時,人們把這種現(xiàn)象稱為凌日.依據(jù)上面材料可知下面說法正確是()35/41A.地球上人們能看到只有水星和金星凌日B.發(fā)生凌日現(xiàn)象屬于光折射現(xiàn)象C.發(fā)生凌日現(xiàn)象屬于光直線傳輸現(xiàn)象D.凌日現(xiàn)象是人們看到內(nèi)行星影子答案:ACD36/414.半徑為R圓柱體放在地面上,在距地面上方放一與地面平行平面鏡MN;在圓柱體左側(cè)地面上有一點(diǎn)光源S,地面上圓柱體右側(cè)AB部分沒有被光線照到,如圖所表示.已知SB=8R,試求AB長度.37/41解析:光路圖以下列圖所表示,38/4139/415.如圖所表示,平面鏡M以角速度ω=rad/s繞垂直于紙面且過O點(diǎn)軸順時針轉(zhuǎn)動,AB為一段圓弧屏幕,它圓心在O點(diǎn),張角為60°,現(xiàn)有一束來自頻閃光源細(xì)平行光線以一個固定方向射向平面鏡