2014年高考物理黄金易错点专题汇编专题14光的反射和折射

12014年高考物理黄金易错点专题汇编专题14光的反射和折射1．图中M是竖直放置的平面镜，镜离地面的距离可调节．甲、乙二人站在镜前，乙离镜的距离为甲离镜的距离的2倍，如图13—l所示．二人略错开，以便甲能看到乙的像．以J表示镜的长度，九表示乙的身高，为使甲能看到镜中乙的全身像，l的最小值为()3．两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为θl、θ2．已知θ1θ2，用n1、n2分别表示水对两单色光的折射率，v1、v2分别表示两单色光在水中的传播速度()A．n1n2、u1v2B．n1n2、v1v2C．n1n2、v1v2D．nln2、v1v25．如图13—8所示，两束相同的平行单色光a、b照射到一块矩形玻璃砖的上表面，发生折射后分别照27．如图13－1－13所示，巡查员站立于一空的贮液池边，检查池角出液口的安全情况．已知池宽为L，照明灯到池底的距离为H，若保持照明光束方向不变，向贮液池中注入某种液体，当液面高为H2时，池底的光斑距离出液口L4.(1)试求：当液面高为23H时，池底的光斑到出液口的距离x.(2)控制出液口缓慢地排出液体，使液面以vh的速率匀速下降，试求池底的光斑移动的速率vx.8．一台激光器，它的功率为P，如果它发射出的单色光在空气中的波长为λ.(1)它在时间t内辐射的光能为__________，如果已知这束单色光在某介质中的传播速度为v，那么这束单色光从该介质射向真空发生全反射的临界角为__________．(2)由于激光是亮度高、平行度好、单色性好的相干光，所以光导纤维中用激光作为3信息高速传输的载体．要使射到粗细均匀的圆形光导纤维一个端面上的激光束都能从另一个端面射出，而不会从侧壁“泄漏”出来，光导纤维所用材料的折射率至少应为多大？9.如图13－1－14所示为用某种透明材料制成的一块柱体形棱镜的水平截面图，FD为14圆周，圆心为O，光线从AB面入射，入射角θ1＝60°，它射入棱镜后射在BF面上的O点并恰好不从BF面射出．(1)画出光路图；(2)求该棱镜的折射率n和光线在棱镜中传播的速度大小v(光在真空中的传播速度c＝3.0×108m/s)．10．如图13－1－15所示，玻璃棱镜ABCD可以看成是由ADE、ABE、BCD三个直角三棱镜组成．一束频率为5.3×1014Hz的单色细光束从AD面入射，在棱镜中的折射光线如图中ab所示，ab与AD面的夹角α＝60°.已知光在真空中的速度c＝3×108m/s，玻璃的折射率n＝1.5，求：(1)这束入射光线的入射角多大？4(2)光在棱镜中的波长是多大？(3)该束光线第一次从CD面出射时的折射角．(结果可用三角函数表示)58．解析：(1)激光器t时间内发出的光能W＝Pt69.7易错起源1、平面镜成像特点的应用例1．如图13—3所示，一个点源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OS方向之间的夹角为30°，则光源的像S′，将()8A.以速率0．5t/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3V沿S′S连线向5运动D．以速率2v沿S′S连线向S运动解决此类问题，先根据反射规律作出光路图，然后应用几何关系求解，有的时候要运用光路可逆的特性，可以使一些问题的解决快捷、方便．解决像的移动问题先看是平面镜还是物体移动(最好不用运动的相对性)，在根据平面镜成像规律作出几何图，由几何知识分析即可得出结论．易错起源2、光的折射及其全反射例2．发出白光的细线光源ab，长度为l0，竖直放置，上端。恰好在水面以下，如图13—6所示．现考9虑线光源ab发出的靠近水面法线(图中的虚线)的细光速经水面折射后所成的像，由于水对光有色散作用，若以l1表示红光成的像的长度,l2表示紫光成的像的长度，则()A．l1l2l0B．l1l2l0C．l2l1l0D．l2l1l0解决这类问题一要画好光路图，二要注意同种介质对不同频率的光折射率不向，频率越高，折射率越大，光在这种介质中的传播速度越小．10易错起源3、棱镜、平行玻璃砖等重要光学器件例3．如图13—10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O垂直于AB面入射，在图示的出射光线中()A．1、2、3(彼此平行)中的任一条都有可能B．4、5、6(彼此平行)中的任一条都有可能C．7、8、9(彼此平行)中的任一条都有可能D.只能是4、6中的某一条解决这类问题在理解记住棱镜和平行玻璃砖对光线的偏折特点，即光线经过棱镜两腰两次折射后向底部偏折．光线经过平行玻璃砖对边两次折射后平行射出，但有一定侧移量．掌握了这两点第10题就不难解决，透明介质其实是平行玻璃砖，出射光线和入射光线平行，故光线一定垂直AB边射出，若nn玻，11出射光线是第4条，若nn玻，出射光线是第6条，若n=n玻，出射光线是第5条．1.如图所示,为发生日食时影区的分布情况,则下列叙述中正确的是（）A.在D区的观察者可观察到日环食B.在B区的观察者可观察到日全食C.在A区的观察者可观察到日全食D.在A区的观察者可观察到日偏食2.一个点光源S,放在平面镜MN前.若MN不动,光源S以速率2m/s沿与镜面成60°角的方向向右做匀速直线运动,如图所示,则光源在镜中的像将()A.以2m/s的速率做直线运动,且运动方向与S的运动方向夹角为120°B.以2m/s的速率垂直于MN做直线运动C.以槡23m/s的速率相对于S做直线运动D.以槡23m/s的垂直于MN的速率向MN做直线运动3.如图所示，在竖直平面xOy上，人眼位于x轴上+3坐标点H，一平面镜位于图示位置，平面镜两端坐标为N（-1，3）与M（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（）12A.0至-1区间B.-1至-3区间C.0至-∞区间D.-3至-5区间4.一个点光源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OS方向之间的夹角为30°，如图所示，则光源的像S′将（）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3v沿S′S连线向S运动D.以速率2v沿S′S连线向S运动6.如图所示，在x轴的原点放一点光源S，距点光源为a处，放一不透光的边长为a的正方体物块，若在x轴的上方距x轴为2a处放一个平行于x轴并且面向物块的长平面镜，则在x轴上正方体的右边有137.为了连续改变反射光的方向，并多次重复这个过程，方法之一是旋转由许多反射面组成的多面体棱镜（简称镜鼓），如图所示.当激光束从固定方向入射到镜鼓上的一个反射面上时，由于反射镜绕垂直轴旋转，反射光就可在屏幕上扫出一条水平线.依此，每块反射镜都将轮流扫描一次.如果要求扫描的范围θ=45°且每秒钟扫描48次，那么镜鼓的反射镜面数目和镜鼓旋转的转速分别为（）A.8,360转/分B.16，180转/分C.16，60转/分D.32，180转/分8.如图所示，以平面镜的高度为直径作一圆，使圆所在的平面与平面镜垂直，在圆周上有三个发光点a、b、c跟圆心的连线与平面镜的夹角分别为α、β、γ，人眼位于所在平面，在镜前一定范围内可以看到发光点a、b、c的像，下列判断正确的是（本题中像的观测范围是指边界光线间夹角）（）14A.观测到a点像的范围最大B.观察到c点像的范围最大C.观察到a、b、c三点像的范围一样大D.观察到a、b、c三点像的范围不一样大9.科学家们公认，太阳能是未来人类最合适、最安全、最绿色、最理想的代替能源.太阳能利用的一种方案是在距地球表面36000km的同步轨道上建立太阳能发电厂，然后利用微波将电能传回地球.根据推算，到2020年全世界能源消费总量大约需要25万亿立升原油.如果用太阳能替代，只需要一块面积约1.5万平方千米，半径约70千米的转化太阳能的圆形“光板”就可实现.已知太阳距地球1.5×1011m，地球半径为6400km，太阳半径为地球半径的109倍.关于该方案，下面说法正确的是（）A.该吸收太阳能的圆形“光板”在地球上会形成日全食B.该吸收太阳能的圆形“光板”在地球上会形成日全食和日偏食C.该吸收太阳能的圆形“光板”在地球上会形成日环食和日偏食D.该吸收太阳能的圆形“光板”可以不自转10.当月球绕地球旋转时，正好转到太阳和地球之间，在地球上某些地方便发生日食，下列说法正确的是（）A.在月球背面的本影区区域将发生日全食B.在月球背面的半影区区域将发生日偏食C.发生日环食时月球距地球比发生日全食时月球距地球近一些D.发生日环食时月球距地球比发生日全食时月球距地球远一些11.如图所示，点光源S位于光屏AB的右方，平面镜MN初始时与光屏AB平行，点光源S发出的光从光15屏AB上的小孔P射到平面镜上的O点，SO⊥MN，PO=d，今将平面镜绕着过O点的轴逆时针方向匀速转动，角速度为ω.求：（1）从初始位置开始转过30°角的过程中，光线SO经平面镜反射落在光屏AB上的斑点Q移动的平均速度；（2）平面镜转到与初始位置夹30°角的瞬间，斑点在光屏上移动的瞬时速度.12.宽度为d的平面镜MN立于水平地面上，在平面镜的正前方的A点处（A点到平面镜的两端点M、N的距离相等），有一人面对平面镜站在水平地面上，A点距离镜面h远，在平面镜的前方与镜面平行的直线PQ上有一点光源S，从远处以速度v沿直线QP运动，如图所示，已知PQ到平面镜MN所在直线的距离为H，且Hh.（1）点光源S沿QP直线运动，在某一个范围内可以被A点的人通过平面镜看到，请用作图法画出人通过平面镜可看到发光点S的范围，在图中用斜线表示出来；（2）人通过平面镜可以看到发光点S的时间是多少？1610.晴天的晚上，人能看见卫星的条件是卫星被太阳照着且在人的视野之内.一个可看成漫反射体的人造地球卫星的圆形轨道与赤道共面，卫星自西向东运动.春分期间太阳垂直射向赤道，赤道上某处的人在日落后8h时在西边的地平线附近恰能看到它，之后极快地变暗而看不到了.已知地球的半径R地=6.4×106m，地面上的重力加速度为10m/s2，估算：（答案要求精确到两位有效数字）（1）卫星轨道离地面的高度；（2）卫星的速度大小.13.内表面只反射而不吸收光的圆筒内有半径为R的黑球，距球心2R处有一点光源S，球心O和光源S皆在圆筒轴线上，如图所示.若使点光源向右半边发出的光最后全被黑球吸收，则筒的内半径r最大为多少？14．一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，图13－1－10所示为过轴线的截面图，调整入射角α，使光线恰好在水和空气的界面上发生全反射．已知水的折射率为43，求sinα的值．15.折射率为n、长度为L的玻璃纤维置于空气中，若从A端射入的光线能在玻璃纤维中发生全反射，最后从B端射出，如图13－1－11所示，求：17(1)光在A面上入射角的最大值．(2)若光在纤维中恰能发生全反射，由A端射入到从B端射出经历的时间是多少？16．(如图13－1－12所示，一透明半圆柱体折射率为n＝2，半径为R，长为L.一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入，从部分柱面有光线射出．求该部分柱面的面积S.18192021r=2rRcos1sin①2215.解析：16．解析：半圆柱体的横截面如图所示，OO′为半径．设从A23