2020高考物理月刊專版 專題11 光學(xué)綜合 光學(xué)專題總復(fù)習(xí)

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1、2020高考物理月刊專版 （一）光的直線傳播 1. 光在同一種均勻的介質(zhì)中是沿直線傳播的，要會(huì)利用光的這種性質(zhì)解決、解釋生產(chǎn)和生活中的簡(jiǎn)單問題。 2. 光在不同介質(zhì)中傳播的速度不同，光在真空中的速度是，光在其他介質(zhì)中的速度比在真空中的速度小，應(yīng)用以上規(guī)律可以推算出距離。 3. 用實(shí)際例子來證明光在同種均勻的介質(zhì)中是沿直線傳播的。 （二）光的反射 1. 光射到物體表面上的時(shí)候，有一部分光被物體表面反射回去的現(xiàn)象叫光的反射。 2. 光的反射定律：反射光線與入射光線、法線在同一平面內(nèi)；反射光線和入射光線分居法線的兩側(cè)；反射角等于入射角。 光在反射時(shí)光路是可逆的。 利用以上的規(guī)

2、律解決控制光路的問題，達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際的目的。 3. 光射到任何表面都會(huì)發(fā)生反射。光在平滑表面上的反射叫鏡面反射；光在粗糙不平的表面上的反射叫漫反射。 鏡面反射和漫反射都遵守光的反射定律。 根據(jù)兩種不同反射特點(diǎn)，解釋一些現(xiàn)象，說明它們的簡(jiǎn)單應(yīng)用。 （三）平面鏡成像 平面鏡成像特點(diǎn)：物體在平面鏡里成的是虛像；像和物體大小相等，它們的連線跟鏡面垂直，它們到鏡面的距離相等。 利用以上特點(diǎn)畫平面鏡成像圖、確定平面鏡位置，通過光源的虛像找入射點(diǎn)、確定平面鏡所成虛像的觀察范圍及解決其他實(shí)際問題。 （四）光的折射 1. 光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向一般會(huì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象

3、叫做光的折射。 2. 光的折射規(guī)律：折射光線與入射光線、法線在同一平面內(nèi)；折射光線和入射光線分居法線兩側(cè)；光從空氣斜射入水和其他介質(zhì)中時(shí)，折射角小于入射角；當(dāng)入射角增大時(shí)折射角也增大，但總是小于入射角；當(dāng)光線垂直射向介質(zhì)表面時(shí)，傳播方向不改變；在折射時(shí)光路是可逆的。應(yīng)用以上知識(shí)解決平板玻璃側(cè)移、三棱鏡偏折、透過不同介質(zhì)觀察物體位置等問題。 （五）透鏡 透鏡有兩類：凸透鏡和凹透鏡。凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用。需要掌握三條特殊光線的光路。 （六）凸透鏡成像 凸透鏡成像及應(yīng)用表 物距（） 像距（） 像的性質(zhì) 應(yīng)用 大小 倒正 虛實(shí) 無限遠(yuǎn)

4、 極小 光斑 測(cè) 縮小 倒立 實(shí)像 照相機(jī) 等大 倒立 實(shí)像 1. （測(cè)） 2. 最小 放大 倒立 實(shí)像 幻燈機(jī) 無限遠(yuǎn) 1. 平行光源 2. 測(cè) 同側(cè) 放大 正立 虛像 放大鏡 掌握凸透鏡成像的規(guī)律，并會(huì)利用它們來判斷像的性質(zhì)、虛實(shí)分界點(diǎn)、倒正分界點(diǎn)及放大還是縮小分界點(diǎn)；判斷物體移動(dòng)速度與像的移動(dòng)速度之間關(guān)系；判斷焦距；判斷變化。 【典型例題】 [例1] 如圖1所示，AB為一條從空氣射向玻璃與空氣界面時(shí)的一條反射光線，請(qǐng)你完成光答案：將反射光線反向延長(zhǎng)，在延長(zhǎng)線上任取一點(diǎn)，過

5、作界面垂線交界面于O點(diǎn)，截取。連接SA、SA就是入射光線，過A作直線垂直界面即為法線，然后過A點(diǎn)作出折射角比入射角小的折射光線AC。如圖2所示，為入射角；為反射角；為折射角。 方法提煉：作光路圖時(shí)，有時(shí)虛擬一個(gè)物體的像可使解題過程簡(jiǎn)便，在折射現(xiàn)象里，光從空氣（或真空）到介質(zhì)，入射角大于折射角，光從介質(zhì)到空氣（或真空），入射角小于折射角，（入射角為0°時(shí)，入射角等于折射角）。 [例2] 有一光源放在平面鏡前，經(jīng)平面鏡得到兩條反射光線，如圖3所示，根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)，確定光源S的位置并完成光路圖。 解析：要找到光源位置，根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)，找到像的位置根據(jù)對(duì)稱性就能求出光源位置，

6、而像的位置可由反射光線反向延長(zhǎng)得到。 答案：反向延長(zhǎng)兩條反射光線交于S，是S的像，過作直線垂直于平面鏡交平面鏡于O點(diǎn)，截取找到S點(diǎn)，如圖4所示，S即為所求的光源位置，再將光源與兩條反射光線連接起來完成光路圖。 易錯(cuò)分析：解此題是用的一種逆向思維方法，雖逆向思維，還是離不開平面鏡成像特點(diǎn)。這類反射光路問題，簡(jiǎn)便的方法就是找到虛像，再根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)作圖。若直接根據(jù)光的反射定律作圖也可，但要繁瑣許多。 [例3] 如圖5所示，用自制的針孔照相機(jī)觀察燭焰，有以下四種說法，其中正確的有（ ） A. 薄膜上出現(xiàn)的像是倒立的 B. 薄膜上的像可能是縮小的也可能是放大的 C. 保持

7、小孔和燭焰的距離不變，向后拉動(dòng)薄膜，燭焰的像更明亮 D. 保持小孔和燭焰的距離不變，向前推動(dòng)薄膜，燭焰的像變小 拓展延伸：對(duì)本題如果分析不全，很容易漏選D，對(duì)針孔照相機(jī)，要弄懂其原理，原理弄懂了，關(guān)于它的各種說法就能辨別真?zhèn)瘟恕? [例4] 為什么從圓形玻璃魚缸的上方看水顯得淺？從旁邊看魚顯得大？把魚缸放在陽(yáng)光下，為什么魚缸的影子里有個(gè)較亮的光斑？ 解析：要學(xué)會(huì)聯(lián)想法，魚缸中間凸起，使我們想到魚缸相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，用凸透鏡解釋缸中魚變大，在太陽(yáng)下有光斑就不困難了。 答案：從魚缸上方看魚缸，魚缸底上的光通過水射向空氣發(fā)生了折射，故看起來顯得淺；從旁邊看，凸形的水相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，金魚

8、游到魚缸邊附近時(shí)，處在這個(gè)凸透鏡的焦點(diǎn)之內(nèi)，凸透鏡起放大鏡的作用，我們實(shí)際上看到了金魚的放大的虛像，魚缸在太陽(yáng)光下相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，對(duì)太陽(yáng)光有會(huì)聚作用，會(huì)聚點(diǎn)處形成一個(gè)較亮的光斑。 找出規(guī)律：凡是聯(lián)系實(shí)際的題，我們要善于將實(shí)際情況與一些物理模型進(jìn)行對(duì)比，看它是否符合某一物理模型的特征；找到了物理模型，就能用物理原理來解釋現(xiàn)象了。 [例5] 如圖6所示，OC，OD是光從空氣射入玻璃發(fā)生折射的光的傳播路線，EF是空氣與玻璃的分界面，N為法線，圖中A側(cè)物質(zhì)是 ，B側(cè)物質(zhì)是 ，入射角是 ，折是玻璃，B側(cè)物質(zhì)是空氣，入射角為50°，折射角為25°，由反射定律知反射角等于入

9、射角等于50°。 答案：玻璃；空氣；50°；25°光路圖如圖7所示。 方法提練：本題找出哪是玻璃哪是空氣是解題的關(guān)鍵，可以用假設(shè)法也可用分析法解本題。例如假設(shè)DO是入射光線，則入射角為25°，折射角為50°，折射角大于入射角，與題意矛盾，故只能是CO是入射光線，利用結(jié)論“光從空氣（真空）到介質(zhì)，折射角小于入射角，光從介質(zhì)到空氣（真空），折射角大于入射角”解題往往是奏效的。 [例6] 如圖8所示，由A點(diǎn)發(fā)出一束激光在液面MN上的O點(diǎn)發(fā)生反射，反射光線的光斑射到B點(diǎn)，由于液面高度發(fā)生變化，反射光斑由B移到C點(diǎn)（B和C是屋頂上的兩點(diǎn)），試用作圖法畫出液面變化的高度。 解析：由于液

10、面上升或下降，A點(diǎn)虛像不好確定，所以不好找虛像。根據(jù)題意，入射光線的方向是不會(huì)改變的，由于液面總是水平的，故入射角不會(huì)改變，由反射定律，反射角也不會(huì)改變，所以液面改變后，反射光線的方向應(yīng)當(dāng)與BO平行，根據(jù)這一思路，就很好作圖了。 便于作圖的元素，問題就迎刃而解了。 [例7] 如圖10所示，請(qǐng)根據(jù)光線的傳播情況，在方框內(nèi)畫出合適的一個(gè)光學(xué)元件，并完成邊射出，下面的光線也不能到達(dá)上邊射出，由此想到方框內(nèi)不能是凹透鏡，那就只能是凸透鏡了。進(jìn)一步想到，兩條入射光線只有相交于凸透鏡焦點(diǎn)，再分散射向凸透鏡，其出射光線射向方框，但不等于射到透鏡上的光一定是會(huì)聚光，可能是會(huì)聚光，也可能是會(huì)聚后的發(fā)散光

11、。 [例8] 如圖13所示，有一束光線射入杯中，在杯底形成光斑，逐漸往杯中加水，光斑將（ ） A. 向右移動(dòng) B. 向左移動(dòng) C. 不動(dòng) D. 無法判斷 解析：往杯中加水，光射到水面上，入射角不變，折射角不變，入射點(diǎn)向右移動(dòng)，在杯底形成的光斑隨之向右移動(dòng)。 答案：A 易錯(cuò)分析：若誤認(rèn)為入射角不變，折射角不變，光斑不動(dòng)，就錯(cuò)誤了，當(dāng)折射光線方向不變，入射點(diǎn)向右移動(dòng)時(shí)，折射光線是向右移動(dòng)的一些平行光線。如圖14所示。 [例9] 物體距凸透鏡20cm時(shí)，在凸透鏡另一側(cè)距凸透鏡35cm的光屏上得到清晰的像，則該像是（ ） A. 放大的 B. 縮小的 C. 等大的 D. 虛像