高三物理第二轮复习资料光学

1、光 学一、考纲要求1.光的直线传播 A2.光的反射，反射定律，平面镜成像作图法 B3.光的折射，折射定律，折射率，全反射和临界角 B4.棱镜，光的色散 A5.透镜，凹、凸透镜的焦点和焦距，透镜成像，放大率和成像作图 B 说明：1.不要求应用相对折射率作计算2.要求知道n=c/v和光从一种介质射入另一种介质时，频率是不变的3.不要求利用临界角和透镜公式进行计算，透镜成像作图中要求掌握单个透镜情况4.不要求用成像公式解题二、知识结构本单元研究的是光的传播规律及其应用，通常称为几何光学。其主要内容可分为两大部分： 一部分是光的传播的基本规律，包括光的直线传播，光的反射定律和折射定律等，另一部分 是这

2、些规律在平面镜、球面镜、棱镜和透镜等光学组件上的应用。这些光学组件在控制光路 和成像方面又有其自身的特点和规律。三、知识点、能力点提示几何光学以光的直线传播为基础，主要研究光在两个均匀介质分界面处的行为规律及其应用 。从知识要点可分为四方面：一是概念；二是规律；三为光学器件及其光路控制作用和成像； 四是光学仪器及应用。1.光的反射(1)反射定律(2)平面镜：对光路控制作用；平面镜成像规律、光路图及观像视场。(3)球面镜：凹镜及其实焦点和凸镜及其虚焦点球面镜应用2.光的折射(1)折射定律(2)全反射、临界角。全反射棱镜(等腰直角棱镜)对光路控制作用。(3)色散。棱镜及其对光的偏折作用：现象及机理

3、(4)透镜凹透镜及其虚焦点，凹透镜成像光路图及其公式：凸透镜及其实焦点，凸透镜成像光路图及其公式应用注意：1.解决平面镜成像问题时，要根据其成像的特点(物、像关于镜面对称)，作出光路图再求解。2.解决折射问题的关键是画好光路图，应用折射定律和几何关系求解。3.研究像的观察范围时，要根据成像位置并应用折射或反射定律画出镜子或遮挡物边缘的光 线的传播方向来确定观察范围。4.无论光的直线传播，光的反射还是光的折射现象，光在传播过程中都遵循一个重要规律： 即光路可逆。四、能力训练(一)选择题1.借助于漫反射，我们才能从不同方向( )A.看电影B.看电视C.欣赏油画D.欣赏中秋明月(提示：此题考查光的反

4、射规律)2.从侧面拍摄一辆以10m/s的速度运动的汽车，要求像的位移不得大于0.1mm，底片上的像才不致模糊，汽车长度为3m，底片上汽车的像长为1.5cm，则感光时间不能超过( )A.110-3SB.210-3S10-3SD.310-3S(提示：此题考查凸透镜成像规律及放大率匀速直线运动等知识)3.如下图所示，L为水平放置的点亮的8w日光灯，T为一藤椅的竖直靠背，横藤条与日光灯管平行，竖藤条相互垂交织，它们之间是透空方格，P是与藤条靠背平行的白屏。现将屏从紧 贴椅背处慢慢向远处(图中右方)平移，从屏上将依次看到( )A.横藤条的影，横竖藤条的影B.竖藤条的影，横竖藤条的影C.横竖藤条的影，竖藤

5、条的影，没有藤条的影D.横竖藤条的影，横藤条的影，没有藤条的影 (提示：此题考查光的直线传播规律及光的干涉规律。)4.在我国古代学者沉括的著作梦溪笔谈中有如下记载：“若鸢飞空中，其影随鸢而移； 或中间为窗隙所束，则影与鸢遂相违，鸢东则影西，鸢西则影东。”意是说，若鹞鹰在空中飞翔，它的影子随鹞鹰而移动；如鹞鹰的影子中间被窗户孔隙所约束，影子与鹞鹰就作相反方向移动，鹞鹰向东则影子向西移，鹞鹰向西则影子向东移。这描述的是光的什幺现象?()A.直线传播现象B.折射现象C.干涉现象D.衍射现象(提示：此题考查光的直线传播规律)5.已知月球周围没有大气层，因此在月球上看到的天空的颜色应是()A.蓝色的B.

6、红色的C.苍白色的D.黑暗的(提示：此题考查光的直线传播规律。)6.当物体通过凸透镜在光屏上形成一个清晰的像后，把凸透镜光心以下部分用黑布遮住，则屏上的像是( )A.变暗而模糊的整个像C.变暗而清晰的整个像C.明亮而模糊的半个像D.明亮而清晰的半个像(提示：此题考查透镜成像规律)7.用眼睛观察远处的灯，有时会看到它周围光芒辐射，对于这一现象的解释，下面的哪些说法正确?( )A.这是空气对光的折射作用造成的B.这是眼睛的瞳孔对光的衍射作用造成的C.这现象说明眼睛的瞳孔是规则的圆形D.这现象说明眼睛的瞳孔是多边形(提示：此题考查光的衍射)8.如右图，L为一薄透镜，MN为透镜主轴，O为透镜的光点，把

7、一个光源放在透镜左侧，点光源发出的光经透镜折射后有两条折射光线a、b，由此可知( ) A.这个透镜一定是凸透镜B.经透镜成的像一定是虚像C.像距一定小于物距D.所成的像一定在b直线的方位上(提示：此题考查透镜成像规律)9.某介质的折射率为，光线从此介质射向与空气的界面，下图中光路图正确的是( ) (提示：此题考查光的反射和折射)10.假设地球表面不存在大气层，那幺人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比( )A.不变 B.将提前 C.将延后D.在某些地区将提前，在另一些地区将延后(提示：此题考查光的折射)(二)填空题11.如图所示，有一个长方形容器，高为30cm，宽为40cm，在容器的底

8、部平放着一把长40cm 的刻度尺。眼睛在OA的延长线上的E点观察，视线沿着EA斜向下看恰能看到尺的左端零刻度。现保持眼睛的位置不变，向容器的内倒入某种液体且满至容器口，这时眼睛仍沿EA方向观察，恰能看到尺上的20cm刻度。则此种液体的折射率为 。(提示：此题考查光的折射率公式)12.如下图是发生日食的示意图，地球表面处在区域，可看到 食；处在区域，可看到 食；处在区域则 。(提示：此题考查光的直线传播规律的应用)13.街道旁有一高为H的路灯，有身高为h的某人从路灯正下方经过，看到自己头部的影子正好在自己脚下，如果此人以不变速度v直线朝前走，则他自己的影子相对于地的速度为 (提示：此题考查光的直

9、线传播及匀速直线运动规律，运用三角形相似求解)14.如图所示，一平面镜置于折射率为的某种液体中，镜面与水平面成 30的角，液体上方是真空，要使光线经平面镜反射后沿原光路返回直空中，光线射入液 体时的入射角应为 。(提示：此题考查光的折射和反射)15.如下图所示，P为发光点，MN为平面镜，如在MN与P之间放上不透明的挡板Q后，像的亮度 的变化情况是 。(填“变亮”或“变暗”或“不变”)(提示：此题考查平面镜成像规律)16.在焦距为f的凸透镜的主光轴上，与光心O相距2f放置一点光源S。已知凸透镜的半径等于R。若在凸透镜的另一侧的焦点F处垂直于主光轴放一光屏，则在光屏上呈现的圆形光斑的面积为 。并画

10、出右图中自S发出的三条光线经凸透镜后的光路。(提示：此题考查透镜成像规律及三角形相似求解)(三)作图题17.请按下列要求用刻度尺作出光路图如下图(1)所示，AB为一发光线状体，MN为一平面镜，E为人眼所在位置，试用作图法画出用 遮光纸把面镜MN上哪一部分遮住，人眼看不到AB的虚像，并在图中用CD线段标出范围。(2)如图(2)所示，已知一点光源发出的光线经凸透镜折射后的两条出射光线，用作图法确定 点光源位置，并画出完整光线图。(提示：此题考查平面镜成像规律及凸透镜成像作图法)18.如图，MN是暗室墙上的一根直尺、手电筒，射出一束光与MN垂直，直尺上被照亮的宽 度是a，今将一横截面是直角三角形的玻

11、璃三棱镜放在图中虚线所示位置，截面的直角边AB与MN平行，顶角A30。请你说明放上三棱镜后，在直尺上被照亮的部分有何变化，说明理由，并画出光路。(提示：此题考查光的折射及光的色散规律)(四)计算题19.激光液面控制仪的原理是：一束激光以入射角照射液面，反射光斑被光电管接收后转 变为电讯号，电讯号输入控制系统以控制液面高度。若反射光斑B移动了距离S到B，如下图所示，那幺液面应怎样变化?其变化量H为多少?(提示：此题考查光的反射规律)20.一个大游泳池，池底是水平面。池中水深1.2m，有一直杆竖直立于池底，浸入水中部分B C恰为杆长AC的一半。太阳光以与水平方向成37角射在水面上，如下图所示，测得

12、杆在池底影长是2.5m，求水的折射率?(sin37=0.6 cos37=0.8)(提示：此题考查运用光的折射率公式计算)21.如右图，光从A点射入圆形玻璃，而从B点射出，若射出玻璃与射入玻璃的光线夹角为30 ，AB弧所对应的圆心角120，则此玻璃的折射率是多少?(提示：此题运用光的折射及几何知识求解)22.垂直于凸透镜主轴物AB，经透镜成实像A1B。物距分别为u、v。现在使物AB偏转一个 角成AB位置下如图，仍能成完整的实像。请你在不必确定焦点位置的情况下，作出AB成 像的光路图。要求叙述作图步骤，并求出像A1B1偏转的角度。(提示：此题考查透镜成像作图法及运用三角形相似求解)23.空中有一只小鸟，距水面3m，其正下方距离水面4m深处的水中有一条鱼，已知水的折射率为，则鸟看水中鱼离它的距离是多少?鱼看空中的鸟离它的距离是多少?(提示：此题运用光的折射公式及近法线光线折射时，利用sintg近似计算)24.如下图所示，宽度为a的平行光束从空气中斜射到两面平行的玻璃板上表面，入射角为45 ，光束中含有两不同波长的单色光，玻璃对这两种色光的折射率分别为n1=1.5，n2=。求：(1)两种波长的光射入上表面后的折射角r1和r2(用反三角函数表示) ，(2)为使光束从玻璃板下表面出射时能