高中物理光学六类经典题型VIP专享VIP免费

光学六类经典题型光学包括几何光学和光的本性两部分。几何光学历来是高考的重点，但近几年考试要求有所调整，对该部分的考查，以定性和半定量为主，更注重对物理规律的理解和对物理现象、物理情景分析能力的考查。有两点应引起重视：一是对实际生活中常见的光反射和折射现象的认识，二是作光路图问题。光的本性是高考的必考内容，一般难度不大，以识记、理解为主，常见的题型是选择题。“考课本”、“不回避陈题”是本部分高考试题的特点。根据多年对高考命题规律的研究，笔者总结了6类经典题型，以供读者参考。1光的直线传播例1(2004年广西卷)如图l所示，一路灯距地面的高度为h，身高为l的人以速度v匀速行走．(1)试证明人头顶的影子做匀速运动；(2)求人影长度随时间的变化率。解析(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＝vt①过路灯P和人头顶的直线与地面的交点M为t时刻人头顶影子的位置，如图l所示，OM为头顶影子到0点的距离．由几何关系，有解式①、②得匀速运动。。因OM与时间t成正比，故人头顶的影子做(2)由图l可知，在时刻t，人影的长度为SM，由几何关系，有SM=OM－OS③由式①～③得因此影长SM与时间t成正比，影长随时间的变化率。点评有关物影运动问题的分析方法：(1)根据光的直线传播规律和题设条件分别画出物和影在零时刻和任一时刻的情景图—光路图；(2)从运动物体(光源或障碍物)的运动状态入手，根据运动规律，写出物体的运动方程，即位移的表达式；(3)根据几何关系(如相似三角形)求出影子的位移表达式；(4)通过分析影子的位移表达式，确定影子的运动性质，求出影子运动的速度等物理量。2光的反射与平面镜成像作图例2如图2所示，MN为厚度不计的平面镜，放在水平地面上，距离平面镜M端4m处有一根标杆OP，标杆的零刻度O恰在地面，距平面镜N端2m处直立着一个人SD，人眼离地面的高度SD=1.8m，平面镜的长度MN=lm，标杆足够长。(1)人眼看到平面镜中的标杆，但不能看到标杆的全部，画出能被人眼看到像的标杆部分的光路图，写出作图步骤。(2)人眼看到平面镜中标杆的最小刻度和最大刻度是多少?解析(1)光路图如图3所示，作图步骤：把S看做发光点，利用对称法找出S成的像S′，画出S发出的光入射到平面镜上的边界光线SM、SN，画出其对应的反射光线MB和NA，则发光点S可以通过平行镜反射照亮PO标杆的AB部分。根据光路的可逆性，从AB发出的光通过平面镜能进人人眼S中。(2)根据光路图3中的几何关系可知所以,人从平面镜看到标杆最小刻度是2.4m，最大刻度是4.5m。点评眼睛在确定的位置能看到物体或像的哪一部分问题的处理，常常应用光路的可逆性，即把眼睛看作“发光体”，眼睛所“发出的光”通过平面镜能“照亮”的区域，也就是眼睛能看到的区域。3光的折射与折射率例3水底同一深度并列着红、黄、绿、紫4个彩色球，从水面正上方垂直俯视，感觉上它们在同一深度吗?解析设S为水池底部的点光源，在由S发出的光线中选取一条垂直于水面MN的光线，由O点射出；另一条与S0成极小角度从S射到水面的A点，由A点折射到空气中，因入射角极小，故折射角也极小(由发光点发出的能进入眼睛的发散光束极小)，那么进入眼中的2条折射光线的反向延长线交于S′点，该点即为我们所看到的水池底部点光源S的像点，S点到水面的距离h′即为视深度，由图4可见视深度小于实际深度。，视深度为实际深度的1／n。水对红、黄、绿、紫4种色光的折射率不同，n红h黄′>h绿′>h紫′，可见人的感觉是紫色球最浅，红色球最深。点评当θ角很小时，tanθ≈sinθ≈θ(θ以弧度为单位)，是数学上的近似关系式，在光学部分经常应用这个关系式处理问题，能否应用该关系式是解答该题的关键。例4(2001年高考理综卷)如图5所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC，两者的AC面是平行放置的，在它们之间是均匀的未知透明介质。一单色细光束0垂直于AB面入射，在图示的出射光线中()。A1、2、3(彼此平行)中的任一条都有可能；B4、5、6(彼此平行)中的任一条都有可能；C7、8、9(彼此平行)中的任一条都有可能；D只能是4、6中的某一条.解析光线由左边三棱镜AB面射人棱...