高考物理总复习 易错题与高考综合问题解读 考点光的反射和折射 探究开放题解答

避躲市安闲阳光实验学校光的反射和折射探究开放题解答
综合问题1
平面镜成像规律的应用
1. 如图13—19，一平面镜放在圆筒内的中心处，平面镜正对筒壁上有一点光源S，平面镜从如图所示的位置开始以ω的角速度绕圆筒轴线匀速转动，在其转过45o角的过程中，下列说法正确的是 ( )
A 点光源在镜中所成的像与反射光斑运动的角速度相同，都是2ω
B．点光源的像运动的角速度小于反射光斑运动的角速度，反射光斑的角速度为2ω
C．点光源的像运动的角速度大于反射光斑的角速度，反射光斑运动的角速度为2 ω
D．点光源在镜中的像与反射光斑的角速度均为ω
[解题思路]分别作出平面镜位于图示位置和转过45o时光源S的像．
[解答]A因点光源的像始终在反射光线的延长线上，所以像与反射光斑的角速度相同，又因为点光源的像到轴线的距离不变，所以像做圆周运动，在平面镜转过45o过程中，像转过90o，所以像的角速度为2ω，故选项A正确．
2. (新课标渗透题)如图13—20，P为发光点，MN为平面镜，那么在 MN 与P之间放上不透明挡板Q后，下列说法正确的是 ( )
A P将不能在平面镜中成像
B．P仍能在平面镜中成像，但像的亮度减弱
C．P仍能在平面镜中成像，但像的亮度增强
D．P仍能在平面镜中成像，像的亮度不变
[解题思路]平面镜成的虚像是反射光线的反向延长线会聚而成的，不是实际光线，人看到像是因为有实际的反射光线进入人眼，与像的亮度无关．[解答]D
规律总结
(1)平面镜成像的特点是解决这类问题的基础，要注意成像与看像的区别．(2)利用对称法先作出成像图，然后寻找图中的线角关系，结合已知条件求解，是解决这类问题的一般思路．
综合问题2
折射规律和全反射综合应用
1. 一块透明的光学材料，AB为其一个端面，建立平面直角坐标系如图13—21所示，设该光学材料的折射率沿y轴正方向(即BA方向)均匀减小，有一光线PO从真空中以某一入射角射向0点，并进入该材料内部，则该光线在光学材料内部可能的传播路径是 ( )
[解题思路]该光学材料的折射率沿y轴正方向(即 BA方向)均匀减小，可
以处理成由若干层折射率相同的介质组成的，越往上层折射率越小．[解答]D光线从光密介质进入光疏介质，越来越远离法线，入射角越来越大，当入射角超过临界角，光线 R．Ak光疏介质进入光密介质，越来越靠近法线，该光线在光学材料内部可能的传播路径是图D，故选项D正确．
2. 太阳光照射在平坦的大沙漠上，我们在沙漠中向前看去，发现前方某处射来亮光，好像太阳光从远处水面反射来的一样，我们认为前方有水，但走到该处仍是干燥的沙漠，这现象在夏天城市中太阳光照射沥青路面时也能观察到，对这种现象正确的解释是 ( )
A越靠近地面空气的折射率越大
B．这是光的干涉形成的
C．越靠近地面空气的折射率越小
D．这是光的衍射形成的
[解题思路]这种现象是光在密度不均匀的空气中传播时发生全反射而产生的．
[解答]C越靠近沙漠表面，空气温度越高，密度越小，其折射率也越小．从远处入射来的光线在靠近沙漠表面时发生全反射，使人们看到沙漠很亮，就像水面一样．
3. (新课标渗透题)如图13—22所示，自行车的尾灯虽然本身不发光，但在夜间骑行时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车．关于尾灯的原理，下面说法中正确的是 ( )
A汽车灯光应从左面射过来在尾灯的左表面发生全反射
B．汽车灯光应从左面射过来在尾灯的右表面发生全反射
C．汽车灯光应从右面射过来在尾灯的左表面发生全反射
D．汽车灯光应从右面射过来在尾灯的右表面发生全反射
[解题思路]考虑怎样才能反射更多的光，使尾灯看起来更亮．
[解答] c利用全反射棱镜使入射光线偏折180。

，光线应该从斜边入射，在两个直角边上连续发生两次全反射．
规律总结
解决此类问题首先要清楚光的传播路径，并做好光路图，利用光的折射定律和全反射规律进行合理分析．
综合问题3
光学知识和其他知识点综合应用
1. 一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径开有一条宽度为2 mm 的均匀狭缝．将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动，激光器连续向下发射激光束．在圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应图线．图(a)为该
装置示意图，图(b)为所接收的光信号随时间变化的图线，横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度，图中△t1=1.0×lO-3s，△t 2=0.8×10-3s．(1)利用图(b)中的数据求1 s时圆盘转动的角速度；(2)说明激光器和传感器沿半径移动的方向；(3)求图(b)中第三个激光信号的宽度△t3．
[解题思路]由图(b)可知圆盘匀速转动，因狭缝宽度一定，△t1>△t2，可分析出激光器和传感器沿半径移动的方向．因△t很小，在激光穿过狭缝期间，激光器和传感器位置不变，根据相邻两次接收激光时，激光器和传感器与转轴距离差一定即可求出△t3.
[解答](1)由图象读得，转盘的转动周期T=0.8 s ①
角速度
②
(2)激光器和探测器沿半径由中心向边缘移动(理由为：由于脉冲宽度在逐渐变窄，表明光信号能通过狭缝的时间逐渐减少，即圆盘上对应探测器所在位置的线速度逐渐增加，因此激光器和探测器沿半径由中心向边缘移动)．
(3)设狭缝宽度为d,探测器接收到第i个脉冲时距转轴的距离为r I，第i 个脉冲的宽度为出△t I，激光器和探测器沿半径的运动速度为V．
③
④
⑤
⑥
由④、⑤、⑥式解得
规律总结
此类问题要正确分析物理情景，寻找光学与其他知识的结合点，充分利用已知条件和题中信息，结合物理情景进行解题．。