高考物理第一轮 光的反射和折射专题复习教案 新人教版

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第十四章 光的反射和折射

本章以光的直线传播为基础，利用光线的概念研究光的反射和折射现象，它是光学的重要组成部分。本章考查重点是平面镜成像规律、折射定律。在备考时有以下两点应值得注意：

1.将静态光学问题转化成动态光学问题；

2.对日常生活中光现象的观察和分析。 知识网络：

高考要求：

内 容

要求 1．

3． Ⅰ Ⅱ

Ⅱ

Ⅰ

近几年高考对本章知识的考查特点：

本章内容在近几年高考中考得最多的是折射率、折射角、全反射临界角、以及平面镜成像和光的直线传播、光速等。目前高考命题已由知识立意转为能力立意，且把能力的考查放在首位。因此高考对本章知识的考查一方面多与社会、自然、和现代科技相联系，例如1999年全国卷的第5题，假设地球表面不存在大气层时，人们观察到日出的时刻与实际存在大气层相比较是提前、沿后还是不变的问题，2000年全国卷第19题计算被转动的激光器两次照射到的实验小车的运动速度问题，2002年全国理综卷第19题门上观察孔问题。另一方面光的反射和折射是研究光现象发生中所遵从的规律，实际应用过程中它与运动学、动力学、物理光学知识以及地理现象有密切联系。例如1998年上海第8题、第14题，1999年上海第8题都是光的折射现象与物理光学知识的综合题目，1999年第14题是光的直线传播与数学、地理知识的综合题目，2000年第19题是光的直线传播与运动学的综合题目。

专题一、光的直线传播 光的反射 平面镜

［考点分析］

一、本专题考点 光的直线传播、本影和半影是Ⅰ类要求，光的反射、反射定律、平面镜成像作图法是Ⅱ类要求。

二、理解和掌握内容

1. 光的直线传播

（1）光源：能够自行发光的物体。光源可以把其它形式的能转化为光能。

（2）介质：能够传播光的物质。

（3）光直线传播的条件：光在同种均匀介质中传播。例如光在密度不均匀的大气中传播时，大气的折射率发生变化，则光线的路径将发生弯曲而不再沿直线传播，“蒙气差”、“海

光的反射 和折射 光的折射现象 光的直线传播 光的反射现象 光速 影、本影、半影 光的反射定律 平面镜成像规律

光的折射定律 全反射、临界角 光线 棱镜、光的色散现象

市蜃楼”现象都证明了这一点。

（4）光线：它是根据光的直线传播规律定义出来的，它是细光束的抽象，是一种理想模型，实际并不存在。

（5）光速：在真空中的传播速度s m c /1038⨯=，光在任何介质中的传播速度都小于c 。

（6）本影和半影：①影：影是自光源发出并与投影物体表面相切的光线在背光面的后方围成的区域。②本影：光源在投影物体后形成的光线完全不能到达的区域。③半影：发光面较大的光源在投影物体后形成的只有一部分光照射的区域。④日食和月食：人位于月球的本影区内能看到日全食，位于月球的半影区内能看到日偏食，位于月球本影区的延伸区域（即“伪本影”区，实际属于半影区）能看到日环食，因此地球上不同区域的人可同时分别看到日全食和日偏食或日环食和日偏食；当月球反光面部分或全部位于地球的本影区时，人类分别能看到月偏食或月全食。

2．光的反射

（1）反射定律：反射光线跟入射光线和法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居在法线两侧，反射角等于入射角。

（2）平面镜成像：①成像特点：正立、等大的虚像，像和物关于平面镜对称。②作图：依据反射定律作图；依据物像对称性作图。

（3）漫反射现象中的每一条光线仍然符合反射定律。

光路可逆。

3． 难点释疑

（1）平面镜能够改变光的传播方向，但不能改变光束的性质。平面镜所成的像对物而言是左右倒置的。

（2）平面镜成像的作图技巧：先根据平面镜成像有对称性的特点，确像点的位置，再补画入射光线与反射光线，还需注意，镜后的反向延长线要画虚线，虚线不加箭头。

（3）确定平面镜成像的观察范围的方法：若要看到平面镜中的像，则需借助边界光线，边界光线的公共部分，即为完整像的观察范围。

（4）光速很快在短距离的传播时间可以根据题意忽略不计。

［例题精析］

例1（2000年高考题）一辆实验小车可沿水平地面（图中纸面）上的长直轨道匀速向右运动。有一台发出细光束的激光器装在水平转台Ｍ上，到轨道的距离ＭＮ为m d 10=，如图16－1所示。转台匀速转动，使激光束在水平面内扫描，扫描一周的时间为s T 60=，光束转动

方向如图中箭头所示。当光束与ＭＮ的夹角为45ｏ时，光束正好射到小车上，如果再经过

s t 5.2=光束又射到小车上，则小车的速度为多少？（结果保留二位数字）

解析：在t ∆内光束转过角度︒=︒⨯∆=∆15360T

t φ ① 有两种情况如图16－2所示：（1）光束照到小车时，小车正靠近N 点，t ∆内光束与MN 的夹

N

M 光 d 左 ． 右图16-1 L 1 L 2 M N

d 45 °30° 图16-2

角从45°变为30°，小车走过L 1，速度应为 t L v ∆=/11 ②

由图可知 )3045(1︒-︒=tg tg d L ③

由②、③两式并代入数值，得 s m v /7.11= ④

（2）光束照到小车时，小车正在远离N 点，Δt 内光束与MN 的夹角从45°变为60°，小车走过L 2，速度为 t L v ∆=/22 ⑤

由图可知)4560(2︒-︒=tg tg d L ⑥

由⑤、⑥两式并代入数值，得 s m v /9.22= ⑦

思考拓宽：（1）本题为运动学的题目，但首先应用光的直线传播来分析问题，并且由于光速很快，所以在短距离的传播时间可以忽略不计。

（2）注意题目的多种情况分析,提高思维的全面性。

本题如果已知小车的速度为2.9m /s ，除MN 外其它条件不变，则MN 的值是多少？

例2（1995年高考题）图16－3中AB 表示一直立的平面镜,P 1P 2是水平放置的米尺(有刻度的一面朝着平面镜),MN 是屏,三者互相行.屏MN 上的ab 表示一条竖直的缝(即a 、b 之间是透光的.)某人眼睛紧贴米尺上的小孔S (其位置见图),可通过平面镜看到米尺的一部分刻度。试在本题的图上用三角板作图求出可看到的部位,并在P 1P 2上把这部分涂以标志“ ”

解析：画法1：如图16－4所示，首先以轴对称找出像点'S ,连结Sa 延长线交于平面镜上一点c ，连结 'S c 并延长到P 1P 2上的d 点，即得到看到部分的左边界，用同样的方法，再连 'S b 延长到P 1P 2上的f 点，即得到看到部分的右边界，最后涂上标志。

画法2：如图16－5所示，先用轴对称找出屏和米尺的虚像位置，连结Sa 延长到'2'1P P 上的一点D ，D 为看到部分左边界的像点。由像点据对称性找到物点d 。后连结

P 1 P 2 s M N a b A B 图16-3 ·

P 2 s 图16-4 P 1 f d M N a

b A B

c e ． S ＇ · P 1＇ D E P 2＇ P 1 P 2 f s

d M N a b A B b ＇ M ＇ N ＇ c a ＇

e 图16-5

·