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第十四章第一节 光的直线传播 光的反射
【答案】
B
第十四章ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
光的传播 光的波动性
变式训练1 -
(2012· 广州统考)图14
1-5中M是竖直放置的平面镜,镜离 地面的距离可调节.
图14-1-5
第十四章
光的传播 光的波动性
甲、乙二人站在镜前,乙离镜的距离为
甲离镜距离的2倍,如图所示.二人略
错开,以便甲能看到乙的像.以l表示
镜的长度,h表示乙的身高,为使甲能看
棵树的像.这棵树的高度约为(
A.4.0 m B.4.5 m
)
C.5.0 m
D.5.5 m
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光的传播 光的波动性
【解析】
设树高为 H,恰好能够看到
整棵树时人到树的距离为 L.利用平面镜 L+0.8 H 成像时的对称性可得 = .人再 0.06 0.4 H L+6.8 向前走 6.0 m 时同理可得 = . 0.05 0.4 联立可得 H=4.5 m,L=29.2 m,故答 案为 B.
各个方向的光线虽然沿着直线传播,
但能够照射到灯下的人或物的各个部
位,使之不会产生本影,所以无影灯
不会留影子.故B、C、D都错.
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二、与平面镜有关的问题 1.平面镜成像作图及应用 (1)反射定律法:从物点作任意两光线 射向平面镜,由反射定律作其反射光 线,反射光线的反向延长线交点即为 虚像点,如图14-1-2所示.
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知能演练强化闯关
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到镜中乙的全身像,l的最小值为(
)
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1 A. h 3 3 C. h 4
1 B. h 2 D.h
答案:A
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平面镜的视场问题
例2
如图14-1-6所示,在竖直平
面xOy上,人眼位于x轴上+3的坐标
点,
图14-1-6
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一平面镜位于图所示位置,平面镜两 端坐标为A(-1,3)与B(0,3),那么当一 发光点P从坐标原点沿x轴负方向运动 过程中,当P点在以下哪个区域中运 动 时,人眼可以从平面镜上观察到P的 像 ( )
OS方向之间的夹角
为30°,如图14-1 图14-1-4
-4所示,则光源的像S′将(
)
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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 3 v沿S′S连线向S运动
D.以速率2v沿S′S连线向S运动
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解析:选B. 利用平面镜成像规律作出像点S′, 如图所示,连接 SS′、AS′, 利用对称关系, 可知△ASS′为等边三角形,
速行走,如图14-1-8所示.
图14-1-8
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(1)试证明人的头顶的影子做匀速运动. (2)求人影的长度随时间的变化率. 【思路点拨】 利用光的直线传播作
图,再由几何关系解答.
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☞解题样板规范步骤,该得的分一分 不丢! (1)设t=0时刻,人位于路灯的正下方 O处,在时刻t,人走 到S处,根据题意有: OS=vt①2分 图14-1-9
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特别提醒:平面镜通过光的反射可以
改变光束的传播方向,但不改变光束
的性质,即对光线没有会聚或发散作
用.
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3.平面镜成像范围问题 要看到物体在平面镜中完整的像,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. 图14-1-3
图14-1-3所示,
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地球上观察到的日食现象如图14-1
-1所示.
图14-1-1
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①日全食:当人位于月球的本影区时,
因看不到太阳光而发生的;
②日偏食:当人位于月球的半影区时,
因只能看到太阳发出的部分光而发生
的;
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③日环食:当人位于月球本影的延伸
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解析:选A.从物体上发射的两条光线
分别到达人的双眼,根据两条光线的
反向延长线的交点,就可以确定物体
的位置,A对.大孔之所以不成像是
因为大孔可看成由很多小孔组成的,
每个小孔所成的像都重叠在一起;
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当月球在地球的本影区里才发生月全
食;因无影灯的发光面积很大,来自
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A.0至-1区间 间 C.-3至-5区间 【思路点拨】
B.-1至-3区
D.0至-∞区间
对于光学中涉及用眼
睛观察到的范围问题,可根据光路可 逆原理将人眼当作一光源,照亮的区 域即为人眼能看到的区域.
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【解析】
人眼可当作光源,通过平面
镜的反射将x轴负方向哪些区域照亮, 由光路的可逆性原理,从该部分发出 的光线经镜面的合适位置反射后总能 进入人眼,人就看到了物体的像.
移动,则像速为v、且垂直镜面与物运
动方向相反;
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②若平面镜动而物不动,当平面镜以垂 直于自身镜面的速度v移动时,像对物 速度为2v,且方向与镜相同. (2)平面镜转动时 当平面镜绕镜上某点转过一微小角度α 时,据反射定律,法线也随之转过α角,反 射光线则偏转2α角.
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即时应用 1.下列有关光的应用中正确的是( )
A.人能用双眼估测物体的位置,利 用的是光的直线传播规律 B.大孔不成像,说明光通过大孔不 是沿直线传播的
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C.位于月球本影区的人,能看到月
全食
D.医院外科手术室的无影灯不会留
影子,是因为光不沿直线传播
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特别提醒:从某一位置观察平面镜成
像的范围:对这一类问题,常是应用
光路可逆性,把眼看作“发光体”,
眼所“发的光”通过镜能“照亮”的 区域,即眼所能看到的区域.
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即时应用 2.一个点光源S对平面镜成像,设光 源不动,平面镜以速率v沿OS方向向 光源平移,镜面与
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过路灯 P 和人的头顶的直线与地面的交 点 M 为 t 时刻人的头顶影子的位置,如 图 14-1-9 所示. OM 为人头顶影子到 O 点的距离. h l 由几何关系,有OM= ②(2 分) OM-OS hv 解①②式得:OM= t③(2 分) h-l
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播.
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2.光沿直线传播的条件及光速
(1)光在同种_____介质中,总是沿着 均匀 直 线传播,光在真空中的传播速度c= 3.0×108 m/s _____________.
小于c
光在任何介质中的传播速度都_______. c (2)若n为介质的折射率,则光在此介质 n 中的传播速度为v=___.
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AB为物体,确定人眼在何处可看到AB经 平面镜MN所成的完整的像的方法是:先 由对称法作出AB的像A′B′,再由A点 作两边界入射光线AM、AN,则其反射光 线的反向延长线经过A′点,两反射光线 所夹区域为A点的视场区;同样可作出B 点的视场区,两区域的公共部分为看到完 整像的范围.
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(2)对称法:根据平面镜成像的特点, 即物像关于镜面对称,作物点到镜面
的垂线,在此垂线上的
镜面的另一侧截取与物
点到镜面距离相等的点
即为虚像点.然后补画
入射、反射光线.
图14-1-2
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2.物或平面镜移动问题
(1)当物或平面镜平动时
①若平面镜不动,物速为v且垂直镜面
一、光的直线传播的应用 1.小孔成像 (1)原理:由光的直线传播形成的. (2)成像特点:倒立的实像,像与孔的 形状无关.
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2.影子的形成 (1)原理:影子是自光源发出并与投影 物体表面相切的光线在背光面后方所 围成的区域,可分为本影和半影. (2)应用:日食和月食现象的解释.
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题型探究讲练互动
平面镜成像问题
例1
(2010· 高考大纲全国卷Ⅰ)某人
手持边长为6 cm的正方形平面镜测量
身后一棵树的高度.测量时保持镜面
与地面垂直,镜子与眼睛的距离为0.4
m.
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在某位置时,他在镜中恰好能够看到 整棵树的像;然后他向前走了6.0 m, 发现用这个镜子长度的5/6就能看到整
因 OM 与时间 t 成正比,故人头顶的影 子做匀速运动. (2)由图可知,在时刻 t,人影的长度为 SM,由几何关系,有 SM=OM-OS④(2 分) lv 由①③④式得:SM= t(2 分) h-t
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光的传播 光的波动性
可见影长 SM 与时间 t 成正比, 所以影长 lv 随时间的变化率为 k= .(2 分) h-l 【规律总结】 在处理有关影子运动问题
区域(伪本影)时,因只能看到太阳边
缘发出的光线而发生的;
④月全食:当月球全部进入地球的本
影区域时,因地球上的人不能看到月