2019-2020年高二物理光的反射 平面镜 人教版.doc

2019-2020年高二物理光的反射 平面镜 人教版【教学目标】1、反射定律的理解和应用； 2、平面镜成像的特点和作图方法。 3、能用作图方法和几何知识分析平面镜对光路的控制和成像问题。【重点难点】1、平面镜成像的作图方法。 2、能用作图方法和几何知识分析平面镜对反射光路的控制和成像问题。【授课时数】2课时【教学过程】预习导读一、光的反射 1、定义:光射到两种介质的分界面上时，有一部分光改变传播方向，回到原介质中内继续传播,这种现象叫做光的反射. 注意：1）、反射发生在两种介质的分界面上；2）、一般说来，只有一部分光反回到原介质中，即反射光，另一部分光也改变了方向，但进入了第二种介质，即折射光；特殊情况，在发生全反射时，入射光全部反回到原介质。2、光的反射现象的普遍性光射到任何物体表面，都要发生反射现象（绝对黑体除外）。二、反射定律: 1）、内容: 反射光线跟入射光线和法线在同一平面上，反射光线和入射光线分别位于法线两侧，反射角等于入射角。 2）、图示: 如图1所示，AO叫入射光线；O点叫入射点； OB叫反射光线；ON叫法线；AONi，叫做入射角；BONr，叫做反射角；ri。3）、特点: A、在反射现象中,光路是可逆的; B、无论反射面是平面还是曲面,光的反射都遵从反射定律.三、光发射的分类: 1）、镜面反射: 光滑平面上的反射现象叫做镜面反射。 2）、漫反射: 发生在粗糙平面上的反射现象叫做漫反射。镜面反射和漫反射都遵从反射定律。四、平面镜：凡是反射面为平面的镜子叫做平面镜。 （如：玻璃平面 水平面 ）五、平面镜成像：如图所示。1）、遵从反射定律；2）、像在平面镜的后面，是正立、等大的虚像，物像关于镜面对称。3)、像与物方位关系:上下不颠倒,左右不交换. 六、平面镜成像作图法1)、反射定律法：从物点作任意两条入射光线，根据反射定律作其反射光线，两反射光线的反向延长线的交点。如图。2）、对称法：作物点到镜面的垂线，在此垂面上镜面的另一侧截取与物点到镜面距离相等的点为虚像点。【知识要点】一、反射定律: 共面：反射光线、入射光线、法线在同一平面上， 两侧：反射光线和入射光线分别位于法线两侧，等角:反射角等于入射角。 二、实像和虚像 实像：发光点发出一束光，经反射（或折射）后，能会聚成一个亮点，这个亮点就叫做发光点的实像，即实像是由实际光线相交所成的像。实像可以成在屏幕上，也可以直接用眼睛观察。虚像：发光点发出的一束光，经反射或折射后，光线的反向延长线会交于一点，这一点叫发光点的虚像。虚像能用眼睛观察看到，但不能成在屏幕上。【疑难辩析】三、平面镜对光路的控制：三个结论：1、平面镜的光学特点：只改变光束的传播方向，不改变光束的聚散性质.1）、入射光束是平行光束，反射光束仍然是平行光束；2）、入射光束是会聚光束反射光束仍然是会聚光束；3）、入射光束是发散光束反射光束仍然是发散光束。2在入射光线方向不变时，平面镜旋转角，反射光线将转过2角. 3有一条光线射入两个互相垂直的平面镜，则其出射光线必与其入射光线平行. 例：如图所示，入射光线AO从地面竖直地射向离地面30米高的水平放置的平面镜上，如将镜面绕水平转轴转过150角，则反射光线将反射到离光源 m的B点处。四.确定平面镜成像可视范围的方法：若要看到物体在平面镜中的像，则需借助于边界光线，边界光线的公共部分即为完整像的观察范围. 五.平面镜、物体间的相对运动：若镜不动，物体以v的速度向垂直于镜面方向运动，则像以v的速度向镜面运动（对镜的速度），相对于物体以2v的速度运动.若物体不动，镜以垂直于镜v速度向物体运动，则像对镜以v的速度向镜面运动，对物体以2v的速度运动若镜不动，物体以V的速度与镜面成运动，则像也以V的速度运动，像的运动轨迹与物的运动轨迹关于镜面对称.若物不动，镜面以v速度与镜面成角度方向运动，则像将以2vsin的速度向物像连线向物体运动.【典型例析】【例1】如图所示，从光源发出的光垂直射到平面镜上，经反射在正对着平面镜m处的墙上A处有一光斑.若使光斑向上移动1m至B处，平面镜应以O点为轴转过的角度是（ ）LabcABO【例2】两个平面镜垂直相交于棱L如图所示为入射光线a经过2次反射的光路反射光线依次是b和c以棱L为轴，使两平面镜都逆时针转一个小角度入射光线a仍按原方向入射，这时反射光线依次为b和c，则可知( ).Ab与b夹角为 Bb与b夹角为2 Cc与c夹角为2 Dc与c平行xyo121234135【例3】如图所示,在竖直平面xoy上,人眼位于坐标点(3,0)上,一块平面镜水平放置,介于坐标(0,3)和(-1,3)之间.今有一发光点P从坐标原点沿x轴负方向运动,此过程中P点在下列哪个区间运动时,人眼可以从平面镜中观察到P点的像（ ）A. 0 1区间 B. 1 3区间C. 3 5区间 D. 5 区间 【例4】一个点光源S通过平面镜成像图.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(图中未画出)( )A. 以速率v平行于OS向右运动 OSv30B. 以速率v垂直于OS向下运动C. 以速率v 沿SS连线向S运动 D. 以速率v 沿SS连线向S运动SS【例5】如图所示，在圆筒中心放一个平面镜，光源S向圆筒中心发射光束，经平面镜反射在筒壁上呈现光斑S.如果圆筒的半径是R，则当平面镜绕中心轴线以角速度匀速转动时，光斑将 （ ）(A)以角速度绕中心轴线作圆周运动；(B)以角速度2绕中心轴线作圆周运动；(C)以线速度R绕中心轴线作圆周运动；(D)以周期T绕中心轴线作圆周运动. PQs【例6】如图所示, 激光液面控制仪的原理是： 一束激光以入射角照射液面, 承接反射光斑的PQ处用光电管接收变成电讯号, 电讯号输入控制系统用以控制液面高度. 如果发现光斑在PQ处侧移了s距离, 求液面上升的高度h.ABCPQabMO【例7】图是用来测量金属杆受热膨胀伸长量l的实验装置示图.M是附在直角支架Mab的平面镜，直角支架可以a点为轴转动，当金属杆伸长时，b点就抬高，镜面M将向逆时针方向转过一个很小的角度，AB为直尺，C处有望远镜，金属杆加热前，从望远镜中看到直尺上的P点，金属杆加热后，从望远镜中看到直尺上的Q点，设PQ相距为d，直尺AB与平面镜的水平距离为D，ab间距为l，求金属杆受热膨胀的伸长量l.【例8】如图所示，M为水平放置的一块平面镜，AB为平面镜上方一个短尺，PQ为一跟平面镜垂直的竖直线由于平面镜上某区间贴不透光的纸使人眼在竖直线上的S1至S2之间均不能能过平面镜看到短尺请用作图法找出平面镜上的这个区间，并用符号标出预习练习 1、一人站在平面镜前1.5m处,这个人向镜子前进了0.5m，人和像之间的距离为：（ ）A、1m； B、1.5m ； C、2m ； D、2.5m。 2、关于光的反射下列说法中错误的是（ ）A、反射光线跟入射光线在同一平面上，反射光线和入射光线分居法线的两侧；B、镜面反射指反射角等于入射角，是有规律的反射；漫反射时反射角不等于入射角，是无确定方向的反射；C、当入射光线与界面的夹角为300时，反射角一定是300；D、当入射光线与界面成角900时，反射角为00。 3、下面哪些现象是漫反射引起的：（ ）A、能从不同方向看到光源； B、通过水面看到物体的像；C、晚上在灯下看书会看到纸面上发出刺眼的光泽；D、能从不同方向看清电影银幕上的像。 4、平面镜成像的特点是：（ ）A、像位于镜后，是正立的虚像； B、镜后的像距等于镜前的物距；C、像的大小跟物体的大小相等； D、如果把物体移近镜面，则像逐渐变大。 5、一个人从远处走向一面竖直放置的平面镜，他在镜中的像的大小变化情况是： A、逐渐变大； B、逐渐变小： C、大小不变； D、无法确定。【基础训练】 姓名 组别 1某汽车驾驶室外有一用平面镜制作的观后镜，当汽车以50Km/h的速度在公路上向前行驶时，司机从镜中看到车后的静止景物向镜后运动的速度，应是（ ）A、50 Km/hB、25 Km/hC、100 Km/hD、02如图所示，一玻璃棱镜的横截面积是等腰abc，其中ac面是镀银的现在一光线垂直于ab面人射，在棱镜内经过两次反射后垂直于bc面射出则（ ） Aa=30，b=75 B a=32，b=74 Ca=34，b=73 Da=36，b723.如图所示，平面镜AB水平放置，入射光线PO与AB夹角为30，当AB转过20角至AB位置时，下列说法正确的是（ ）A. 入射角等于50；B. 入射光线与反射光线的夹角为80；C. 反射光线与平面镜的夹角为40；D. 反射光线与AB的夹角为60.4.a、b、c三条光线交于P点，如果在P点前任意放一块平面镜MN, 使三条光线都能照在镜面上, 如图所示, 则( )A. 三条光线的反射光线一定不交于一点B. 三条光线的反射光线一定交于一点, 该点到MN的距离与P点到MN的距离相等.C. 三条光线的反射光线一定交于一点, 该点到MN的距离大于P点到MN的距离相等.D. 三条光线的反射光线的反向延长线交于一点.5.如图所示，半径R1m的圆柱体放在水平地面上，在距地面2m的上方放置一个与地面平行的平面镜MN，在圆柱体左侧的地上有一点光源S，圆柱体右侧地面AB部分没有光线照射到，若已知S与B的距离为4m，则AB的宽度等于 . 6.如下图所示，已知入射光线AB和反射光线CD分别跟水平线MN的角度关系，则所用平面镜与水平面间的夹角为_度7在一些精密的仪器中，常利用光的反射测量物体转过的微小角度，如图所示，S是光源，M是固定在待测物体上的小平面镜，L是以镜面上O点为圆心的圆弧形刻度尺，它的半径r40cm，一束光线通过狭缝P射到M上的O点反射后，在刻度尺上形成光斑a，当M随物体转过一个微小角度时，光斑移到a，若aa弧长为2.6cm，则物体转过的角度 .8.如图所示，AB为平面向下放置的平面镜，CD为挡光板，人的眼睛在E点，请作出眼睛通过平面镜反射能看到的挡光板右侧的地面范围。9如图所示，是实际景物的俯视图，平面镜AB宽1米，在镜的右前方站着一个人甲，另一人乙沿着镜面的中垂线走近平面镜，若欲使甲乙能互相看到对方在镜中的虚像，则乙与镜面的最大距离是（ ）A. 0.25米 B. 0.5米 C. 0.75米 D. 1米10.同步卫星位于赤道上A点正上方，当A点可观察到日环食时，在离地面的高度H=3.6107m的同步卫星上是否可观察到日全食？用计算说明你的结论，为使计算简便，设环食带在地面上的宽度为100km，A点在环食带中心，已知日、地平均距离为r=1.51011m，太阳直径为1.4109m。【能力提高】11如图所示，半径R1m的圆柱体放在水平地面上，在距地面2m的上方放置一个与地面平行的平面镜MN，在圆柱体左侧的地上有一点光源S，圆柱体右侧地面AB部分没有光线照射到，若已知S与B的距离为4m，则AB的宽度等于 .12测量微小电流的仪器,一般不用指针的偏转来指示读数而是象图3所示,在仪器的可动部分安装一个小平面镜M,让光源S发出一束光射M上,光线经M反射后射到离镜较远的标尺N上.当电流为零时,反射光线指在标尺的中央零刻度处;当有微小电流时,仪器的可动部分就带着小平面镜M转动一小角度,使反射光线偏离标尺零点而指在某一刻度处,用反射光线在标尺上指示的位置来显示电流的 大小.反射光线就象一根无质量的指针.如果M到N的距离l=0.5m,当M转动20时,反射光线在标尺上的位置将移动多少厘米?想一想,仪器用小平面镜的反射光线来代替普通灵敏电流计的指针来指示读数有什么优点?