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人教版 (2019)选择性必修 第一册1 光的折射优秀导学案
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这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册1 光的折射优秀导学案，共4页。学案主要包含了学习目标，学习重点，学习难点，学习过程等内容，欢迎下载使用。
【学习目标】
掌握光的折射定律、折射率。
【学习重点】
光的折射定律、折射率。
【学习难点】
如何利用折射定律，折射率与光速的关系，以及光路可逆的知识解决相关问题。
【学习过程】
一/自主学习
1．光的直线传播
（1）光源：能够自行发光的物体。光源可以把其它形式的能转化为光能。
（2）介质：能够传播光的物质。
（3）光直线传播的条件：光在同种均匀介质中传播。例如光在密度不均匀的大气中传播时，大气的折射率发生变化，则光线的路径将发生弯曲而不再沿直线传播，“蒙气差”、“海市蜃楼”现象都证明了这一点。
（4）光线：它是根据光的直线传播规律定义出来的，它是细光束的抽象，是一种理想模型，实际并不存在。
（5）光速：在真空中的传播速度，光在任何介质中的传播速度都小于。
（6）本影和半影：①影：影是自光源发出并与投影物体表面相切的光线在背光面的后方围成的区域。②本影：光源在投影物体后形成的光线完全不能到达的区域。③半影：发光面较大的光源在投影物体后形成的只有一部分光照射的区域。④日食和月食：人位于月球的本影区内能看到日全食，位于月球的半影区内能看到日偏食，位于月球本影区的延伸区域（即“伪本影”区，实际属于半影区）能看到日环食，因此地球上不同区域的人可同时分别看到日全食和日偏食或日环食和日偏食；当月球反光面部分或全部位于地球的本影区时，人类分别能看到月偏食或月全食。
2．光的反射
（1）反射定律：反射光线跟入射光线和法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居在法线两侧，反射角等于入射角。
（2）平面镜成像：①成像特点：正立、等大的虚像，像和物关于平面镜对称。②作图：依据反射定律作图；依据物像对称性作图。
（3）漫反射现象中的每一条光线仍然符合反射定律。
3．光路可逆
（1）平面镜能够改变光的传播方向，但不能改变光束的性质。平面镜所成的像对物而言是左右倒置的。
（2）平面镜成像的作图技巧：先根据平面镜成像有对称性的特点，确像点的位置，再补画入射光线与反射光线，还需注意，镜后的反向延长线要画虚线，虚线不加箭头。
（3）确定平面镜成像的观察范围的方法：若要看到平面镜中的像，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。
（4）光速很快在短距离的传播时间可以根据题意忽略不计。
二、小试牛刀
1．以下说法正确的是（ ）
A．在漫反射中，每一条光线不一定都遵从反射定律
B．如果甲能从平面镜中看到乙的眼睛，那么乙也一定能从平面镜中看到甲的眼睛
C．光束被平面镜反射，若入射光束不变，镜面绕过入射点平行镜面的轴转动θ角，则反射光束将转动2θ角
D．潜水员从水下看到游泳池边上人头的位置比实际位置低
2．在较高的日光灯下看一支钢笔在桌面上的投影时，会发现随着钢笔逐渐向日光灯靠近，投影逐渐模糊不清了，这是由于（ ）
A．发生了明显的衍射现象
B．桌面后来未处于钢笔的影区
C．桌面后来未处于钢笔的本影区
图16-7
O
B
M
A
30
D．桌面后来未处于钢笔的半影区
3．如图16-7所示， M是平面镜，当一个人由A点出发以2m/s的速度作匀速直线运动时，有关它的像的移动速度，下列说法正确的是（ ）
A．若人沿AO方向运行，则像速大小也是2m/s
B．若人沿AB方向运行，则像对人的速度是4m/s
C．若人沿AB方向运行，则像对人的速度是2m/s
D．若人不动，平面镜以沿OA方向大小为2m/s的速度向A靠近，则像速为4m/s
4．小球以速率v沿水平面做匀速直线运动，要使小球在平面镜中的像也以速率v向上做匀速运动，则平面镜的放置方法是（ ）
A．在球前方，平面镜反射面与水平面成135º角
B．在球前方，平面镜反射面与水平面成45º角
C．在球后方，平面镜反射面与水平面成135º角
D．在球后方，平面镜反射面与水平面成45º角
5．一立方体房间，一侧壁中央装有一平面镜，站在地面中央，眼睛位于立方体中央的人，恰能从镜中看到背后墙的全像，则平面境与对面墙的面积之比为 。
B
A
A
O
i
图16-8
6．一人肩宽40cm，两眼间距6cm，足够长的平面镜至少 cm宽， 此人可在镜中看到自己的全身像。
xx
-2x
-1x
2x
1x
Ox
yx
-6x
-5x
-4x
-3x
4x
3x
2x
1x
图16-9
7．如图16-8所示，激光液面控制仪的原理是：固定一束激光AO以入射角i照射液面，反射光OB射到水平光屏上，屏上用光电管将光讯号变成电讯号，电讯号输入控制系统用以控制液面高度，如果发现光点在屏上向右移动了s的距离射到点，由此可知液面降低了 。
8．如图16-9所示，平面镜与x轴平行放置，其两端的坐标分别为（-2，2），（0，2），人眼位于x轴上+2处。当发光点P从坐标原点O沿x轴负方向运动到 区间，人眼可以从平面镜中看到P点的像。
9．图16-10中A是不透明的障碍物，M是平面镜，S是点光源，请画图确定A右侧S不能直接照到，而通过M的反射能照亮的区域， 并用阴影表示。
图16-10
M
S
·
A
ω
B
O
S
图16-11
A
d
10．某人在湖边的一平台上观测气球，平台高出平静湖面h米（人自身高度可略去）他看到空中气球时，仰角为300，他看湖中气球倒影时，俯角是600，求此气球静止在距湖面多高的空中？
C
D
N
M
B
A
v
图16-12
11．图16-11是探照灯正在水平面内以O点为圆心做匀角速转动，ω=0.05rad/s，AB是一堵墙，探照灯距墙的垂直距离d=50m。某时刻灯光恰好垂直投射到墙面上形成光斑，从这一时刻开始，求20π/3秒时刻亮斑在墙上移动的即时速度。
12．如图16-12所示，蜡烛AB置于平板玻璃MN前1m处。紧靠MN背后有与AB等高的蜡烛CD．现使CD以2m/s的速度向右匀速移动，要在2s时，能从玻璃的左侧透过玻璃看到右侧只有一支蜡烛，则必须同时使玻璃MN由静止开始以多大的加速度向右做匀加速运动？
13．赤道上一位观察者在日落两小时后发现他正上方天空中的一颗卫星正好消失。已知地球半径为R，试求此卫星此时距地面的高度。
O
P
N
M
v
B
A
图16-13
14．如图16-13所示，一发光点S从A点沿AB连线方向做匀速直线运动，速率，与出发点A相距L=3m处有一垂直于纸面的轴O，垂直于AB，平面镜MN可绕O轴旋转，为使发光点S经平面镜成像始终处于与AB平行的PO连线上，试求时间t=1s后平面镜转过的角度。
【答案】
1．BC 2．C 3．ACD 4．AD 5．1：9 6．17 7． 8．
9．如图2
图2
M
S
·
·
A
S′
10．2h 11．10m/s 12．
13． 14．
【学习目标】
掌握光的折射定律、折射率。
【学习重点】
光的折射定律、折射率。
【学习难点】
如何利用折射定律，折射率与光速的关系，以及光路可逆的知识解决相关问题。
【学习过程】
一/自主学习
1．光的直线传播
（1）光源：能够自行发光的物体。光源可以把其它形式的能转化为光能。
（2）介质：能够传播光的物质。
（3）光直线传播的条件：光在同种均匀介质中传播。例如光在密度不均匀的大气中传播时，大气的折射率发生变化，则光线的路径将发生弯曲而不再沿直线传播，“蒙气差”、“海市蜃楼”现象都证明了这一点。
（4）光线：它是根据光的直线传播规律定义出来的，它是细光束的抽象，是一种理想模型，实际并不存在。
（5）光速：在真空中的传播速度，光在任何介质中的传播速度都小于。
（6）本影和半影：①影：影是自光源发出并与投影物体表面相切的光线在背光面的后方围成的区域。②本影：光源在投影物体后形成的光线完全不能到达的区域。③半影：发光面较大的光源在投影物体后形成的只有一部分光照射的区域。④日食和月食：人位于月球的本影区内能看到日全食，位于月球的半影区内能看到日偏食，位于月球本影区的延伸区域（即“伪本影”区，实际属于半影区）能看到日环食，因此地球上不同区域的人可同时分别看到日全食和日偏食或日环食和日偏食；当月球反光面部分或全部位于地球的本影区时，人类分别能看到月偏食或月全食。
2．光的反射
（1）反射定律：反射光线跟入射光线和法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居在法线两侧，反射角等于入射角。
（2）平面镜成像：①成像特点：正立、等大的虚像，像和物关于平面镜对称。②作图：依据反射定律作图；依据物像对称性作图。
（3）漫反射现象中的每一条光线仍然符合反射定律。
3．光路可逆
（1）平面镜能够改变光的传播方向，但不能改变光束的性质。平面镜所成的像对物而言是左右倒置的。
（2）平面镜成像的作图技巧：先根据平面镜成像有对称性的特点，确像点的位置，再补画入射光线与反射光线，还需注意，镜后的反向延长线要画虚线，虚线不加箭头。
（3）确定平面镜成像的观察范围的方法：若要看到平面镜中的像，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。
（4）光速很快在短距离的传播时间可以根据题意忽略不计。
二、小试牛刀
1．以下说法正确的是（ ）
A．在漫反射中，每一条光线不一定都遵从反射定律
B．如果甲能从平面镜中看到乙的眼睛，那么乙也一定能从平面镜中看到甲的眼睛
C．光束被平面镜反射，若入射光束不变，镜面绕过入射点平行镜面的轴转动θ角，则反射光束将转动2θ角
D．潜水员从水下看到游泳池边上人头的位置比实际位置低
2．在较高的日光灯下看一支钢笔在桌面上的投影时，会发现随着钢笔逐渐向日光灯靠近，投影逐渐模糊不清了，这是由于（ ）
A．发生了明显的衍射现象
B．桌面后来未处于钢笔的影区
C．桌面后来未处于钢笔的本影区
图16-7
O
B
M
A
30
D．桌面后来未处于钢笔的半影区
3．如图16-7所示， M是平面镜，当一个人由A点出发以2m/s的速度作匀速直线运动时，有关它的像的移动速度，下列说法正确的是（ ）
A．若人沿AO方向运行，则像速大小也是2m/s
B．若人沿AB方向运行，则像对人的速度是4m/s
C．若人沿AB方向运行，则像对人的速度是2m/s
D．若人不动，平面镜以沿OA方向大小为2m/s的速度向A靠近，则像速为4m/s
4．小球以速率v沿水平面做匀速直线运动，要使小球在平面镜中的像也以速率v向上做匀速运动，则平面镜的放置方法是（ ）
A．在球前方，平面镜反射面与水平面成135º角
B．在球前方，平面镜反射面与水平面成45º角
C．在球后方，平面镜反射面与水平面成135º角
D．在球后方，平面镜反射面与水平面成45º角
5．一立方体房间，一侧壁中央装有一平面镜，站在地面中央，眼睛位于立方体中央的人，恰能从镜中看到背后墙的全像，则平面境与对面墙的面积之比为 。
B
A
A
O
i
图16-8
6．一人肩宽40cm，两眼间距6cm，足够长的平面镜至少 cm宽， 此人可在镜中看到自己的全身像。
xx
-2x
-1x
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Ox
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-5x
-4x
-3x
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图16-9
7．如图16-8所示，激光液面控制仪的原理是：固定一束激光AO以入射角i照射液面，反射光OB射到水平光屏上，屏上用光电管将光讯号变成电讯号，电讯号输入控制系统用以控制液面高度，如果发现光点在屏上向右移动了s的距离射到点，由此可知液面降低了 。
8．如图16-9所示，平面镜与x轴平行放置，其两端的坐标分别为（-2，2），（0，2），人眼位于x轴上+2处。当发光点P从坐标原点O沿x轴负方向运动到 区间，人眼可以从平面镜中看到P点的像。
9．图16-10中A是不透明的障碍物，M是平面镜，S是点光源，请画图确定A右侧S不能直接照到，而通过M的反射能照亮的区域， 并用阴影表示。
图16-10
M
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A
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B
O
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图16-11
A
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10．某人在湖边的一平台上观测气球，平台高出平静湖面h米（人自身高度可略去）他看到空中气球时，仰角为300，他看湖中气球倒影时，俯角是600，求此气球静止在距湖面多高的空中？
C
D
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B
A
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图16-12
11．图16-11是探照灯正在水平面内以O点为圆心做匀角速转动，ω=0.05rad/s，AB是一堵墙，探照灯距墙的垂直距离d=50m。某时刻灯光恰好垂直投射到墙面上形成光斑，从这一时刻开始，求20π/3秒时刻亮斑在墙上移动的即时速度。
12．如图16-12所示，蜡烛AB置于平板玻璃MN前1m处。紧靠MN背后有与AB等高的蜡烛CD．现使CD以2m/s的速度向右匀速移动，要在2s时，能从玻璃的左侧透过玻璃看到右侧只有一支蜡烛，则必须同时使玻璃MN由静止开始以多大的加速度向右做匀加速运动？
13．赤道上一位观察者在日落两小时后发现他正上方天空中的一颗卫星正好消失。已知地球半径为R，试求此卫星此时距地面的高度。
O
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A
图16-13
14．如图16-13所示，一发光点S从A点沿AB连线方向做匀速直线运动，速率，与出发点A相距L=3m处有一垂直于纸面的轴O，垂直于AB，平面镜MN可绕O轴旋转，为使发光点S经平面镜成像始终处于与AB平行的PO连线上，试求时间t=1s后平面镜转过的角度。
【答案】
1．BC 2．C 3．ACD 4．AD 5．1：9 6．17 7． 8．
9．如图2
图2
M
S
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A
S′
10．2h 11．10m/s 12．
13． 14．
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