光的反射和折射知识点应用

光的反射和折射知识点应用

这一章所讨论的，利用光学器件，根据反射、折射定律绘制光路和完成有关计算，因和数学知识联系紧密，需要一定的分析综合能力．题型大致可分为下述三种，但相互之间有联系：

(1)画光路图；

(2)选择(判断)；

(3)计算．

透镜组及虚物体成像不作要求．

【例1】关于光线的概念，下面说法正确的是[ ]

A．光线是客观存在的东西

B．光线是光束的抽象

C．光线是用来表示光束传播方向的直线

D．光线是尘埃微粒对光的反射所呈现的现象答案为B，C

【例2】一定能通过悬挂在竖直墙上的平面镜看到自己全身像，所采用的方法是[ ]

A．增大观察者与平面镜间的距离

B．采用长度大于身高一半的镜片

C．采用长度等于身高一半的镜片，且镜的上边缘应跟自己头顶等高

D．采用长度等于身高一半的镜片，但应悬挂于适当高度

说明这属于观察物体像的区域问题，用几何作图法可确定镜片长度应等于或大于1/2身高．挂在墙上的位置可由反射定律确定，镜片上边缘必须和人眼到头顶的1/2处对齐(请自己画图)．答案为D．

【例3】站在平面镜前4米处的人沿着与平面镜垂直的方向匀速走向平面镜．若此人行走速度为0.5米/秒，则人对自己虚像的速度和经过2秒钟后人和自己虚像的距离分别是 [ ]

A．0，4米B．0.25米/秒，5米C．1米/秒，6米D．2米/秒，8米

说明平面镜成像特点中物和像以平面镜为对称是解决本题的关键．答案为C．

【例4】一点光源S通过平面镜成像，如图6-7所示．光源不动，平面镜以速度v沿oS方向向光源平移，镜面与oS方向之间夹角为30°，则光源的像S'将

[ ]

A．以速率v平行于oS向右运动

B．以速率v垂直于oS向下运动

D．以速率v沿S'S连线向S运动

说明此题考查三个知识点：

(1)平面镜成像特点(物和虚像与镜面对称)；

(2)速度的分解(v分解为v//和v⊥，其中v⊥=v sin30°)；

(3)物不动，平面镜、物间距离变化与像位置变化的关系：像沿S'S方向的速率

v像=2v⊥，

所以 v像=v．

答案为D．

气射入这种玻璃折射光线与反射光线之间成90°角，则入射角是

A．30°B．60°C．45°D．90°

解析这是折射定律的应用问题，需要从几何角度关系着手解决．图6-8中由反射定律有∠i=∠α，由几何分析可知∠α=∠β．因为

故∠i=60°．

答案选B．

能看到的天穹和周围的景物都出现在水面上的一个圆形面积为S的区域内．关于圆面积S和深度h的关系，正确叙述是[]

A．S与水深h成正比B．S与水深h成反比

C．S与水深 h的平方成正比D．S与水深h的平方成反比

解析首先由题意可知最大入射角为90°，即折射角等于临界角，

可知R=h，所以

S=πR2=πh2，S∝h2．

答案选C．

如图6-10所示，abcd是正对着读者的一面，入射点为ab中点o，

入射角为45°，那么 [ ]

A．光线可在ab，bc，cd，da各内表面发生全反射

B．光线可在bc，cd，da各内表面发生全反射

C．光线可在bc，da的内表面发生全反射

D．光线可在da的内表面发生全反射

解析解决此题的知识点是：折射率概念和全反射临界角，还有

反射、折射的几何作图能力．

(3)几何绘图，分析只有ad，bc两面可发生全反射．

答案为C．

【例8】人正对一竖立的平面镜站立，人的身体宽为a，两眼相距为b，欲使自己无论闭上左眼或是右眼，都能用另一只眼睛从镜子中看到自己整个身体，镜子的宽度至少应为 [ ]

解析根据平面镜成像为正立等大的虚象，当闭上左眼时，右眼看右肩，平面镜至少应达到右眼和右肩的中点．同理平面镜另一边应达到

料构成．入射光线a沿半径方向射入柱体．b，c分别是它的反射光线和折射光线．现在保持光线a入射的方向不变，而使柱体绕垂直于纸面通过o点的轴逆时针转过15°角，则

[ ]

A．反射光线b将转动15°角

B．反射光线b将转动30°角

C．折射光线c将转动45°角

D．折射光线c将转动30°角

时，ao入射角恰好等于45°，入射角大于临界角时发生全反射．选项B，D正确．

【例10】如图6-12所示，有玻璃三棱镜ABC，顶角A为30°，一束光线垂直于AB射入棱镜，由AC射出进入空气．测得出射光线与入射光线间夹角为30°，则棱镜的折射率为 [ ]

解析入射光线ao垂直于AB，进入棱镜后不偏折，入射到AC时与AC交角60°，则此时入射角为30°，由AC面出射时向下偏折，折

答案选C．

【例11】如图6-13中的ABC为直角三棱镜，∠A=α，玻璃的折射率为n，则 [ ]

A．当sinα＞1/n时，在AC面上只发生光的反射

B．当sinα＜1/n时，在AC面上只发生光的折射

C．当sinα＞1/n时，在AC面上同时发生光的反射和折射

D．当sinα＜1/n时，在AC面上同时发生光的反射和折射

反射，选项A正确．当α＜C时，在AC面即有折射又有反射，选项B错．答案为A，D．

【例12】如图6-14为一束光线穿过介质Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ时的光路，则 [ ]

A．介质Ⅰ折射率最大

B．介质Ⅱ是光密介质

C．光在介质Ⅱ中速度最大

D．当入射角∠AoN由45°逐渐增大时，在Ⅰ，Ⅱ分界

面上可能发生全反射

解析通过计算比较，介质Ⅱ是光疏介质，介质Ⅲ是

光密介质，选项C正确．从介质Ⅰ向介质Ⅱ折射，可能发生

全反射，选项D正确．

【例13】如图6-15所示，在一个范围很大的水平面下有一个凸透镜．点光源从距镜很远处沿主光轴向上移动．紧贴凸透镜有一遮光板MN，板上有一个小孔p，仅能让一束光射向水面．o'，p'分别为o，p正上方在水面上的点．在点光源 S沿主轴上移过程中，从水面上向下看，判断从水面上射出的光线有可能的是 [ ]

A．整个水面上先后都有光线射出

B．只有部分水面上先后有光线射出

C．射出点以o'点为中心从右向左移

D．射出点以p'点为中心从左向右移

解析当点光源位于凸透镜的焦点上时，光线Sp的折射线应沿pp'方向，即平行主光轴射向水面．如果点光源位于很远的位置上，则Sp光线经透镜折射应交于焦点上，而射到水面上的一点位于p'的左方．那么点光源从很远处向焦点移动过程中，射到水面上的点逐渐从左方移到p'点上．如果点光源从焦点向光心移动时，射到水面上的点由p'点向右移．考虑到全反射，从水面上往下看到射出的光线有可能比上述范围还要窄．综上所述，选项B，D正确．

【例14】烛焰与光屏间的距离是80厘米．两者之间放一凸透镜，在光屏上形成一个清晰的烛焰的像，把凸透镜向光屏移过20厘米，在光屏上又形成一个清晰的烛焰的像．根据以上实验结果，下列说法中正确的是

[ ]

A．两次成像的放大率互为倒数

B．若第一次的像高是8厘米，第二次的像高是2厘米，则烛焰的实际高是5厘米

C．若透镜离烛焰18厘米，在屏上可以得到一个不清晰的像

D．若烛焰与光屏相距70厘米，则移动透镜，在光屏上得不到一个清晰的像

解析由L2-d2=4∠f，得f=18.75厘米．两次共轭成像放大率之积m1·m2=1，选项A正确．