第一节光的直线传播和光的反射

第一节光的直线传播和光的反射

14.1 光的直线传播与反射

一、考点聚焦

➢光的直线传播，本影和半影Ⅰ级要求

➢光的反射，反射定律。平面镜成像作图法Ⅱ级要求

二、知识扫描

1．光源是自行能发光的物体。由于光的直线传播，能够用一条表示光束传播方向的直线代表光，如此的直线叫光线。

2．影是由于光的直线传播产生的。本影是影子中部的黑暗部分，完全可不能受到光源上任何一个发光点发出的光的照耀；半影是本影周围的半明半暗区域，只能受到光源上一部分发光点发出的光的照耀。

3．反射定律内容是反射光线跟入射光线和法线在同一平面上，反射光线和入射光线分居在法线的两侧，反射角等于入射角。入射角、反射角分不是指入射光线、反射光线跟法线的夹角，而不是跟反射面夹角。

4．反射现象是光路可逆的。镜面反射和漫反射也都遵循反射定律。

5．平面镜成像规律：平面镜成正立虚像，像和物对镜面是对称的。

三、好题精析

例1．一人自街上路灯的正下方通过时，看到自己头部的影子正好在自己脚下，假如人以不变的速度朝前走，那么他头部的影子相关于地面的运动情形时〔〕

A．匀加速直线运动B．匀速直线运动

C．变加速直线运动D．无法确定

解析：依照光的直线传播，作出人向右匀速运动时，人头和人头的影

的位置示意图，如下图。设ts末、2ts末、…、nts末，A点(人

头部〕分不位于A1、A2…A n处；相应的人头部的影在地面上的C1、

C2、…、C n处。因为人做匀速运动，A点也做匀速运动，因此有

AA1＝A1A2＝A2A3…=vt 由几何关系能够分析知：

OC1=C1C2=C2C3=…由此能够判定，人头影子在相等时刻内

位移相等，做匀速直线运动。故此题选B。

点评：此题要求考生把握光的直线传播和影的基础知识，由题意建立物理模型，并依照平面几何的有关知识进行求解。

例2．关于日食和月食，正确的讲法是〔〕

A．位于月球本影中的人，能看到月全食

B．位于月球半影中的人，使能看到日偏食

C．月球处于地球的半影内，显现月偏食

D．月球处于地球的本影内，显现月全食

解析：右上图表示阳光照耀下月球形成的影区分布情形，A、

B为半影区，地球上位于月球半影区的人，观看到的是日

偏食；C是本影区，在本影区的人看不到太阳的整个发光

面，是日全食；D是伪本影区，假设观看者在伪本影区看

不到太阳发光面的中部，发生日环食。

当月球运行到地球的本影里时发生月食现象〔图〕．月球全部进入地球本影区，太阳光不能照耀到月球上，面向月球的半个地球上的人将看不到月球，发生月全食；月球有一部分进入地球本影区时，但另一部分仍有阳光照耀，因此发生月偏食．因此此题的正确选项有B 、D 。 点评：此题要求考生把握本影、半影和伪本影的概念，明白日食和月食是如何样形成的。

例3．一个点光源 S 对平面镜成像，如下图，设光源不动，

平面镜以速率v 沿OS 方向向光源平移，镜面与OS 方向

之间的夹角为30º，那么光源的像S / 将〔 〕

A ．以速率0.5v 沿S / S 连线向S 运动

B ．以速率v 沿S / S 连线向 S 运动

C ．以速率3v 沿S / S 连线向S 运动

D ．以速率2v 沿S / S 连线向S 运动 解析：依照平面镜成像规律，像点S / 将沿S / S 连线向S 运动，平面镜沿S / S 方向靠近S 的速度大小

为v 1=v ·Ssin30°=0.5v ，而像点S / 相关于S 的速度大小为v 2=2v 1=v ，故B 项正确。

点评：此题要求考生把握平面镜成像规律，并能结合题设条件建立光源S 、平面镜和像S / 三者相

对运动的关系。

例4．如右上图所示，水平地面上有一个正方体木箱，木箱上

方水平放置一块足够大的平面镜MN 。试用作图法画出人眼

在S 处通过平面镜能看到的木箱右方的水平面的区域．

解析：〔1〕设 S 为一个点光源，作出其像点 S / 。〔2〕连接 S

和木箱左上角顶点并延长交平面镜于A ，连接S / A 并延长交水平

面于Q 。〔3〕连接S /和木箱右上角顶点并延长交水平面于P 。

〔4〕PQ 确实是S 发出的光线经平面镜反射后能照亮的木箱右

方水平面的范畴。依照光路可逆，PQ 也确实是人眼在S 处通过

平面镜能看到的木箱右方的水平面的范畴。

点评：解此题的依据有：〔1〕利用光路可逆原理：眼睛是同意光

线的器官，本身不能发光，依照光路可逆，假设在S 处有一个点光源，那么它发出的光经平面镜反射后能照亮的木箱右边的范畴，也确实是人眼能在平面镜中看到的范畴〔如右以下图〕；〔2〕利用平面镜成像的对称性：先由对称性作出S 的像点S /，再分析反射光能照亮的区域。

例5．如下图，古希腊某地理学家通过长期观看，发觉6月21日正午

时刻，在北半球A 城，阳光与铅直方向成7.5º角下射，而在A 城的

正南方，与A 城地面距离为L 的B 城，阳光恰好沿铅直方向下射，

射到地球的太阳可视为平行光．据此他估算出了地球半径．试写

出估算地球半径的表达式R ＝ 。

解析：依题意，A 、B 两点对地球球心所成的角度为7.5º，A 、B 两点

间的圆弧长为L ，那么有5.73602=L R π，解得π

L R 24= 点评：此题考查光的直线传播理论，涉及圆心角、弧长及半径之间的关系。应充分利用几何条件

分析．

A 图3-1-2

四、变式迁移

1．边长为10cm的正方形卡片，放在发光的小电珠前20cm的地点.卡片的后方放一个跟卡片平行的屏幕，屏幕与卡片的距离也是20cm，那么卡片在屏幕上的影的形状是，面积等于 .

2．在地面上有一个光源S，发射竖直向上的平行光束，现在要利用那个光源来照亮地面上与光源相距2m处的物体，那么放置在光源上方2m处的平面镜与水平面的夹角应为多大?

五、能力突破

1.月球周围没有大气层，因此在月球上看到的天空的颜色应是( )

A.蓝色的

B.红色的

C.惨白色的

D.黑暗的

2．借助于漫反射，我们才能从不同方向( )

A.看电影

B.看电视

C.观赏油画

D.观赏中秋明月

3．关于本影、半影，以下讲法正确的选项是〔〕

A．点光源发出的光形成的影是半影

B．面光源发出的光会形成本影和半影

C．物体的本影区域总小于半影区域

D．物体的半影区域总小于本影区域

4．一束光线与水平成40°角射来，欲使光线沿水平方向传播，所放平面镜与水平面成〔〕A．20° B．40° C．50° D．70°

5．一个不透亮的小球, 由某高处的A点开始做自由落体运动, A点距点光源S和距墙MN的水平距离相等, 如下图. 小球的影子恰好投射到竖直墙上, 关于

影子的运动情形是( )

A．做匀速运动 B．做变加速运动

C．做自由落体运动 D．做匀速运动

6．在水平地面上竖直放置一平面镜，一个人站在平面镜前，刚好能在镜中看到自己的全身像，在该人向后退的过程中，以下讲法正确的选项是〔〕

A．像变大，仍能刚好看到自己的全身像

B．像的大小不变，仍能刚好看自己的全身像

C．像的大小不变，能看到自己的全身像，但像未占满全幅镜面

D．像变小，完全能看到自己的全身像

7．如下图是物理学家迈克耳孙测定光速的实验示意图.八面镜

静止不动时，望远镜C中可见光源S的像，现在使八面镜开始

转动，同时使转速逐步增大到每秒n转时，在望远镜C中又可

看到光源S的像，假如测得入面镜与凹镜之间的距离是L，凹

镜与平面镜之间的距离能够忽略，那么测得的光速是

〔〕