高考物理分項解析闖關(guān)密訓考點解析

2014高考物理分項解析闖關(guān)密訓：考點解析4

基礎(chǔ)知識一、光源

1.定義：能夠自行發(fā)光的物體.

2.特點：光源具有能量且能將其它形式的能量轉(zhuǎn)化為光能，光在介質(zhì)中傳播就是能量的傳播.

二、光的直線傳播

1.光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，各種頻率的光在真空中傳播速度：C=3X10sm/s；

各種頻率的光在介質(zhì)中的傳播速度均小于在真空中的傳播速度，即v<Co

說明：①直線傳播的前提條件是在同一種介質(zhì)，而且是均勻介質(zhì)。否則，可能發(fā)生偏折。如

從空氣進入水中（不是同一種介質(zhì)）；“海市蜃樓”現(xiàn)象（介質(zhì)不均勻）。

②同一種頻率的光在不同介質(zhì)中的傳播速度是不同的。不同頻率的光在同一種介質(zhì)中傳播速

度一般也不同。在同?種介質(zhì)中，頻率越低的光其傳播速度越大。根據(jù)愛因斯坦的相對論光

速不可能超過a

③當障礙物或孔的尺寸和波長可以相比或者比波長小時，發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，光線可以偏

離原來的傳播方向。

④近年來（1999-2001年）科學家們在極低的壓強（10'Pa）和極低的溫度（10*）下,得到

一種物質(zhì)的凝聚態(tài)，光在其中的速度降低到17m/s,甚至停止運動。

2.本影和半影

（1）影：影是自光源發(fā)出并與投影物體表面相切的光線在背光面的后方圍成的區(qū)域.

（2）本影：發(fā)光面較小的光源在投影物體后形成的光線完全不能到達的區(qū)域.

（3）半影：發(fā)光面較大的光源在投影物體后形成的只有部分光線照射的區(qū)域.

（4）日食和月食：人位于月球的本影內(nèi)能看到日全食，位于月球的半影內(nèi)能看到

日偏食，位于月球本影的延伸區(qū)域（即“偽本影”）能看到日環(huán)食.當?shù)厍虻谋居?/p>

部分或全部將月球反光面遮住，便分別能看到月偏食和月全食.

具體來說：若圖中的P是月球，則地球上的某區(qū)域處在區(qū)域A內(nèi)將看到日全食;

處在區(qū)域B或C內(nèi)將看到日偏食；處在區(qū)域D內(nèi)將看到日環(huán)食。若圖中的P是地球，則月球

處在區(qū)域A內(nèi)將看到月全食；處在區(qū)域B或C內(nèi)將看到月偏食；由于日、月、地的大小及相

對位置關(guān)系決定看月球不可能運動到區(qū)域D內(nèi)，所以不存在月環(huán)食的自然光現(xiàn)象。

【例1】下列有關(guān)光的陳述中正確的是（）

A、人能使用雙眼估測物體的位置利用的是光的直線傳播規(guī)律

B、大孔不成像，說明光通過大孔不是直線傳播的

C、位于月球本影區(qū)的人，能看到月全食

D、光總是直線傳播的，光在真空中傳播的速度最大

解答：從物體上發(fā)出的兩條光線分別到達人的兩眼，而根據(jù)兩條光線的反向交點，就可確定

物體的位置；大孔之所以不成像是因為大孔可看成山許多小孔組成，每一個小孔所成的像重

疊在一起造成的；位于月球本影區(qū)的人看到的是日全食；當月球在地球的本影里才發(fā)生月全

食；光只有在同種均勻介質(zhì)中才是直線傳播的，選項B、C、D都不正確，只選A。

【例2】有關(guān)日食和月食，下列說法正確的有（）

A、當月亮將照到地球的太陽光擋住時，將發(fā)生日食.

B、當照到月亮的太陽光被地球擋住時，將發(fā)生月食.

C、II食發(fā)生在望日（農(nóng)歷十五），月食發(fā)生在朔日（農(nóng)歷初一）.

D、日食發(fā)生在朔日，月食發(fā)生在望日.

分析與解：在朔日，月球運行到地球和太陽的中間，如果月球擋住了照到地球的太陽光，

就會發(fā)生日食.當?shù)孛嫔夏骋徊糠謪^(qū)域處在月球的本影區(qū)內(nèi)，本影區(qū)內(nèi)的人完全看不見太陽，

叫做“日全食”；地面上某一部分處在月球的半影區(qū)，這里的人看見太陽的一部分被月球掩

蔽，叫做“日偏食”：當?shù)孛嫔夏骋徊糠謪^(qū)域處在月球的本影區(qū)的延長線上（偽本影區(qū)），地

面上的人將會看到“日環(huán)食”.在望日，地球運行到月球和太陽的中間，如果地球擋住了照

到月球的太陽光，月球沒有陽光可反射，就會發(fā)生月食，月食分為“月全食”和“月偏食”

兩種情況.A、B、D.正確

3.用眼睛看實際物體和像

用眼睛看物或像的本質(zhì)是凸透鏡成像原理：角膜、水樣液、晶狀體

和玻璃體共同作用的結(jié)果相當于一只凸透鏡。發(fā)散光束或平行光束經(jīng)這

只凸透鏡作用后，在視網(wǎng)膜上會聚于一點，引起感光細胞的感覺，通過

視神經(jīng)傳給大腦，產(chǎn)生視覺。

①圖中的S可以是點光源，即本身發(fā)光的物體。

②圖中的S也可以是實像點（是實際光線的交點）或虛像點（是發(fā)散光線的反向延長線

的交點）。

③入射光也可以是平行光。

以上各種情況下，入射光線經(jīng)眼睛作用后都能會聚到視網(wǎng)膜上一點，所以都能被眼看到。

三、光的反射

1.反射現(xiàn)象：光從一種介質(zhì)射到另一種介質(zhì)的界面上再返回原介質(zhì)的現(xiàn)象.

2.反射定律：反射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi)，且反射光線和人射ANB

光線分居法線兩側(cè)，反射角等于入射角.\/

3.分類：光滑平面Hl勺反射現(xiàn)象叫做鏡面反射。發(fā)生在粗糙平面上的反射現(xiàn)象、刈1/

叫做漫反射。鏡面反射和漫反射都遵循反射定律.

4.光路可逆原理：所有幾何光學中的光現(xiàn)象，光路都是可逆的........

四.平面鏡的作用和成像特點

（1）作用：只改變光束的傳播方向，不改變光束的聚散性質(zhì).

（2）成像特點：等大正立的虛像，物和像關(guān)于鏡面對稱.

（3）像與物方位關(guān)系:上下不顛倒,左右要交換

【例4】如圖所示，兩個鏡相成直角，入射光線AB經(jīng)過兩次反射后的光線為CD.今以兩鏡的

交線為軸，將鏡轉(zhuǎn)動10°，兩平面鏡仍保持垂直，在入射光線AB保持不變的情況下，經(jīng)過兩

次反射后，反射光線為C’D',則C'D，與CD的位置關(guān)系為（A）p

A.不相交，同向平行；B.不相交，反向平行""炊"，

C.相交成20"角；D.相交成40°角

解析：如圖所示，由于兩平面鏡垂直，/2+/3=90°,由反射定律可知悌

Z1+Z2+Z3+/4=180°即反射光線CD與入射光線AB平行且反向.?B

同理，CD'與AB和平行且反向.所以CD'和CD同向平行.

【例5】如圖所示，兩平面鏡相交放置，夾角為30°,入射光與其中一個；僦,

平面鏡的夾角為10°,則：（D）

A、光線經(jīng)3次反射后能沿原路反射回去；'

B、光線經(jīng)4次反射能沿原路反射回去；方竺〃:〃,

C、光線經(jīng)5次反射能沿原路反射回去13-2

D.光經(jīng)不能沿原路反射回去

解析：第一次反射后，反射光線與另一平面鏡夾角為40°+30°=70°；第二次反射后，反射

oo

光線與原平面鏡夾角為70+30=100°;第三次反射就向回反射，但不會按原光路反射.

規(guī)律方法|光的直線傳播

【例6】如圖所示，在4點有一個小球，緊靠小球的左方有?個點光源S?，F(xiàn)將小

\hX

球從A點正對著豎直墻平拋出去，打到豎直墻之前，小球在點光源照射下的影子在墻上的運

動是

A.勻速直線運動B.自由落體運動

C.變加速直線運動D.勻減速直線運動

解：小球拋出后做平拋運動，時間力后水平位移是屋，豎直位移是加%gd,根據(jù)相似形知識

可以由比例求得x=,因此影子在墻上的運動是勻速運動。

2v

思考:如果是平行光垂直照射豎直的墻壁而不是點光源呢？

答：山于光平行垂直照射豎直的墻壁，小球在墻前以垂直于墻的初速度被水平拋出，所以小

球在墻上的影與小球始終在一條水平線匕即小球的影和小球在豎直方向的運動性質(zhì)相同。

小球在豎直方向做自由落體運動，所以小球的影的運動為自由落體運動。答案：A

【例7】某人身高1.8m,沿一直線以2m/s的速度前進，其

正前方離地面5m高處有一盞路燈，試求人的影子在水平地面

上的移動速度。

解析：如圖所示，設人在時間力內(nèi)由開始位置運動到C位置，

人頭部的影子由〃點運動到C點。

CFFG

因為三角形力比。凡&所以有——二---------

FAAB-FG

因為三角形/如［陽所以有竺二。。二」一

FAEF

由以上各式可以得到CD-EF=FG即凡-2,”一解得S影=3.1251。

EFAB-FG2t5-1.8

可見影的速度為3.125m/s。

二.平面鏡成像

【例8】一個點光源S放在平面鏡前，如圖所示.鏡面跟水平方向成30°角，當光源s不動，

平面鏡以速度V沿水平0S方向向光源S平移.求光源S的像S的移動速度.

解析：利用物像對稱性作出開始時光源S的像S；設在t時間里平面鏡沿水平0S方向平

移到S（即鏡面與光源S重合），則此時像與物重合，又由物像與鏡面對稱知：此過程像S的

運動方向必沿著SS方向（垂直于鏡面）.

因為0S=vt>所SS=2,（vtsin30°）=vt

故像的速率v'=SS'/t=v答案：V

［例9］如圖所示，S為靜止的點光源，M為與水平成9角的平面鏡,若平面鏡沿水平方向做

振幅為A的簡諧運動，則光源在平面鏡中所成的虛像S'的運動是（）

A.在SS連線上做振幅為4Asin0的簡諧運動

B.在SS連線上做振幅為2Asm。的簡諧運動，

C.在水平方向上做振幅為4Asin。的簡諧運動.

D.在水平方向上做振幅為2Asin0的簡諧運動.

解析：平面鏡成像的特點是：像與物相對平面鏡是軸對稱圖形.正因為如此，像點與物

點的連線總是與平面鏡垂直的，本題中的平面鏡是平動，而物點不動，所以過物點作與平面

鏡垂直線的位置是不動的，那么像點就在這條與平面鏡垂直線上移動，而不會在水平方向上

運動.C選項和D選項顯然錯誤。平面鏡的振幅為A,它在與平面鏡垂直的線上的投影為Asin

。，當平面鏡靠近物點為Asin。，那么像點靠近物點為2Asin?,所以像點振幅為2Asin

9.B選項正確.

三、平面鏡成像的作圖

（1）平面鏡成像作圖技巧

A）、反射定律法：從物點作任意兩條入射光線，根據(jù)反射定律作其反射光線，兩反射光線的

反向延長線的交點。如圖。

B、對稱法：先根據(jù)平面鏡成像有對稱性的特點，確定像點的位置，再補畫入射光線和反射光

線.注意實際光線用實線且標前頭，鏡后的反向延長線用虛線，不標箭頭.

（2）確定平面鏡成像的觀察范圍的方法

平面鏡前的物體總能在鏡中成像，但只有在一定范圍內(nèi)才能看得到.若要看到平

面鏡中完整的像，則需借助邊界光線，邊界光線的公共部分，即為完整像的觀察范圍.

（3）充分利用光路可逆的性質(zhì)作圖。（點光源通過平面鏡反射照亮的范圍和眼在某

點通過平面鏡看到的范圍是相同的）

【例5】如圖所示，AB沿平面鏡所成的像，能觀察到全像的區(qū)域.

解析：先根據(jù)像物與鏡面對稱關(guān)系作出虛像AB.要能觀察到AB'全像，必須要

處在物體AB兩端點反射光的重疊區(qū)，可分別從A、B兩點對鏡面端點P與Q作

A射線AP、AQ和BP、BQ,再分別作它們的反射線，反射線是在像點與入射點所

決定的直線上，可利用這兩點直線畫出反射線PA>>QA/nPB2、QB”P/h和QB?

所包圍的區(qū)域就是A、B兩點反射光的重疊區(qū)，見圖中畫有斜線的部分.

【例6】有一豎直放置的平面鏡M,居平面鏡前45cm處有一與平面鏡平行放置

的平板ab,ab靠鏡一側(cè)有一點光源S,現(xiàn)要在離平面鏡5cm的PQ虛線上的某

一處放一平行于平面鏡的擋板，使反射光不能照射到ab板上的AB部分.已知：

SA=45cm,AB=45cm.求擋光板的最小寬度是多少？

【解析】作出點光源S的像點S,光源S能反射到AB的范圍由圖中在擋光板

的CF部分擋住，而這部分反射光線中的0B的入射光線在入射時就被D點擋住.故

把圖中的CD部分用擋光板遮住，則反射光AC被C點擋住，反射光線BF的入

射光線在D點被擋住，也就是說當CD被擋板擋住后，S點光源能反射到AB部

分的光線全部被CD擋板擋住.