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C
D
A

可以
能量

16

$60°$
$60°$
$30°$
【分析】
这道题要求跳出法线的参考系,从光线与平面镜的关系角度考查对光的反射规律的理解,解题的核心思路是把我们熟悉的“反射角等于入射角”的结论,转换为入射光线、反射光线与平面镜的夹角的关系来逐一验证选项:首先明确法线天然垂直于平面镜,因此入射光线与平面镜的夹角=90°-入射角,反射光线与平面镜的夹角=90°-反射角,结合反射定律的已有结论逐个判断四个选项的正误,就能找出描述错误的选项。
【解析】
我们结合光的反射相关知识逐一分析每个选项:
1. 选项A:法线与平面镜始终垂直,而反射定律指出入射光线、反射光线、法线三者在同一平面内,因此入射光线和反射光线共同所在的平面必然和平面镜垂直,该说法正确。
2. 选项B:根据反射定律,反射角等于入射角,又因为法线垂直平面镜,可得:入射光线与平面镜的夹角=90°-入射角,反射光线与平面镜的夹角=90°-反射角,代入反射角等于入射角,可推导出反射光线和平面镜的夹角等于入射光线和平面镜的夹角,该说法正确。
3. 选项C:当入射光线和平面镜间的夹角增大时,入射角=90°-入射光线与平面镜的夹角,因此入射角会减小,由反射角等于入射角可知反射角也同步减小,那么反射光线和平面镜的夹角=90°-反射角,该值会随之增大,并非选项中描述的“减小”,该说法错误。
4. 选项D:光的反射现象中光路可逆是光反射的基本规律,该结论不需要借助法线即可表述,符合客观事实,该说法正确。
综上,错误的说法是选项C。
【答案】
C
【知识点】
光的反射规律,光路可逆,入射角与反射角
【点评】
本题打破了常规依托法线考查反射定律的命题惯性,引导学生从不同维度理解光的反射的本质,避免学生死记硬背反射角等于入射角的结论,能够有效检验学生对反射规律的灵活掌握程度,解题时注意区分光线与法线的夹角、光线与镜面的夹角的变化关系即可轻松判断正误。
【难度系数】
0.6
【分析】
我们首先从“黑板晃眼”的现象本质出发梳理思路:第一步先明确,所有不透明物体都可以反射光线,因此“只有黑板反射光”或者“只有粉笔字反射光”的说法显然错误,可以直接排除A、B选项。接下来回忆两类光的反射的特点:长期使用的黑板表面会变得光滑,平行光照射后会发生镜面反射,在特定方向上反射光的强度很高;而粉笔字表面粗糙,发生漫反射,向各个方向射出的光线都比较弱。同时要牢记核心结论:不管是镜面反射还是漫反射,所有光的反射现象都遵循光的反射定律,据此就可以判断剩余选项的对错,选出正确答案。
【解析】
解:
1. 排除A、B选项:黑板和黑板上的粉笔字都属于不透明物体,二者都能够反射光线,因此A“只有黑板反射光,字不反射光”、B“只有字反射光,黑板不反射光”的描述均错误。
2. 排除C选项:粉笔字表面粗糙,发生漫反射,进入人眼的光线较弱,但漫反射属于光的反射的一类,同样严格遵循光的反射定律,C描述错误。
3. 验证D选项:黑板长期使用后表面变得光滑,会发生镜面反射,特定方向上进入人眼的反射光强度远大于粉笔字漫反射的光线强度,就会出现“晃眼睛”的现象,且镜面反射同样遵循光的反射定律,该描述完全正确。
因此本题选择D。
【答案】
D
【知识点】
镜面反射,漫反射,光的反射定律
【点评】
本题结合教室日常的真实场景命题,考察镜面反射与漫反射的核心差异,易错点是部分同学会错误认为漫反射不遵循光的反射定律,只要明确所有光的反射现象都遵守光的反射规律,区分两类反射的光线分布特点,就可以顺利选出正确答案。
【难度系数】
0.8
【分析】
我们首先要理清潜望镜的成像逻辑:潜望镜内部有两块平行、与水平方向成45°角的平面镜。单次平面镜成像的特点是像与物体关于镜面对称,会发生一次左右方向的翻转;而光线先后经过两块平面镜成像,相当于连续完成两次左右翻转,第一次翻转得到左右颠倒的像,第二次对这个颠倒的像再次翻转,最终得到的像和原物体的上下、左右方向完全一致,不存在方向颠倒。因此人眼通过潜望镜看到的挂钟指针位置,和挂钟实际指针位置是完全相同的,直接读取图乙的时间就能得到实际时间。
【解析】
1. 明确成像规律:潜望镜通过两块平面镜先后成像,两次左右反转的效果相互抵消,最终人眼看到的像和原物体方向完全一致,没有左右颠倒的情况。
2. 读取图乙的显示时间:挂钟的分针指向刻度3,对应15分钟,时针指向7和8之间靠近8的位置,显示的时间为8时15分。
3. 因此挂钟的实际时间就是8时15分,对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
平面镜成像特点,潜望镜成像原理
【点评】
本题的易错点是直接套用单次平面镜看挂钟的“12点减去显示时间”的计算结论,忽略潜望镜是两次平面镜成像,两次左右反转后像和原物方向完全一致,需要区分单次反射和两次反射的成像方向差异。
【难度系数】
0.4
【分析】
解题时先从基础光学概念入手:首先回忆色光三原色的组成,我们知道红、绿、蓝是光的三原色,三者等比例混合就会得到白光,对应图甲的实验场景,就能确定第一个空的答案。接着分析图乙的实验现象:内层绿色气球最终被红光照射爆破,说明红光必须先穿过外层的无色透明气球才能接触到内层的绿色气球,由此就能判断红光是否能穿过无色透明气球。最后,激光能够让气球升温爆破,说明光携带了能量,对应第三个空的结论。
【解析】
1. 光的三原色是红、绿、蓝,将这三种色光照射在白纸上,三者相互重叠的区域会混合出白光,因此第一空填蓝。
2. 无色透明物体能够透过所有色光,实验中内层绿色气球被红光照射发生爆破,说明红光顺利穿过了外层的无色透明气球,因此第二空填可以。
3. 绿色透明气球只能透过绿光,会吸收红光,红光的能量被气球吸收后使气球局部温度急剧升高,最终气球发生爆破,该现象说明光具有能量。
【答案】
蓝;可以;能量
【知识点】
色光三原色;透明物体透光性;光的能量
【点评】
本题结合趣味小实验考察光学基础知识点,侧重现象推理能力,需要学生在牢记基础概念的前提下,结合实验的先后逻辑推导对应的结论,属于光学部分的常规基础考点。
【难度系数】
0.8
【分析】
这道题围绕平面镜成像的规律逐步推导:首先第一空,回忆平面镜成像的基本性质,平面镜成的像由反射光线的反向延长线会聚形成,无法用光屏承接,属于虚像。第二空,根据平面镜成像物距等于像距的特点,小明垂直镜面移动8cm时,小明到镜面的距离改变8cm,对应的像到镜面的距离也同步改变8cm,因此人和像的总距离改变量是两者之和。第三空,要让站着的小明看到镜中脚的像,需要脚反射的光线经平面镜反射后能进入人眼,当前竖直放置的平面镜无法满足该光路要求,调整镜面朝向即可实现。
【解析】
1. 平面镜成像的原理是光的反射,所成的像不是实际光线会聚而成,因此是虚像。
2. 平面镜成像时,像与物体到镜面的距离始终相等,小明垂直镜面移动8cm,物距变化8cm,像距也同步变化8cm,因此他与像的距离改变量为$8\ \mathrm{cm} + 8\ \mathrm{cm}=16\ \mathrm{cm}$。
3. 要让脚的反射光线进入人眼,将平面镜绕MN沿顺时针方向转动后,镜面会略微向下倾斜,脚的光线经镜面反射后就可以射入小明的眼睛,满足看到脚的像的要求。
【答案】
虚;16;顺
【知识点】
平面镜成像特点,光的反射
【点评】
本题是平面镜成像的基础应用型题目,核心考察对物像等距规律的掌握,易错点是第二空容易误填8cm,忽略像也会同步相对镜面移动,第三空需要结合实际光路判断镜面转动方向,整体可以很好地巩固平面镜成像的基础知识点。
【难度系数】
0.7
【分析】
这道题围绕光的反射定律展开,解题时可以分三步推导:首先明确入射角的定义是入射光线与法线的夹角,法线始终和镜面垂直,初始状态已知入射光线和镜面夹角为30°,用90°减去该夹角得到入射角,结合反射角等于入射角即可得到第一个空;第二步分析入射光线绕O点顺时针转动30°后的角度变化,算出新的入射角,入射光线和反射光线的夹角等于2倍入射角,即可得到第二个空;第三步注意镜面转动时,法线会随镜面同步同方向转动相同角度,重新计算此时入射光线和新法线的夹角,就能得到最终的入射角数值。
【解析】
1. 初始状态计算:入射光线与平面镜夹角为30°,法线与平面镜垂直,因此初始入射角$i_1=90°-30°=60°$,根据光的反射定律,反射角等于入射角,因此反射角为$60°$。
2. 入射光线转动后的角度计算:当光线AO绕O点沿顺时针方向转动30°时,入射光线向镜面偏转30°,此时入射光线与平面镜的夹角变为$30°+30°=60°$,新的入射角$i_2=90°-60°=30°$,反射角也为$30°$,因此入射光线与反射光线的夹角为$30°+30°=60°$。
3. 平面镜转动后的角度计算:平面镜绕O点沿逆时针方向转动60°,由于法线始终与平面镜垂直,法线也同步沿逆时针方向转动60°,此时入射光线位置不变,入射光线与新法线的夹角为$30°$,即新的入射角为$30°$。
【答案】
$60°$;$60°$;$30°$
【知识点】
光的反射定律;入射角与反射角
【点评】
本题属于光的反射动态变化类题型,核心易错点是镜面转动时法线会同步同方向转动相同角度,需要区分入射光线转动、镜面转动两类操作对入射角的不同影响,能很好地考察学生对反射定律的灵活应用能力。
【难度系数】
0.6
【分析】
解题思路分两步走:首先根据平面镜成像“物像关于镜面对称”的特点,先确定A点的像的位置;再利用“人看到平面镜中物体的像,是物体反射的光经平面镜反射后进入人眼,反射光线的反向延长线过像点”的规律,确定入射点,补全入射和反射光路。要注意区分实际光线和辅助线的虚实,以及光线箭头的正确指向,避免作图不规范丢分。
【解析】
1. 根据平面镜成像对称的特点,过A点作平面镜的垂线,延长至镜后,取A'点使得A'到镜面的距离等于A到镜面的距离,A'就是A点的像,连线AA'用虚线,标注垂直符号。
2. 连接人眼与像点A',该线段与平面镜的交点即为光线的入射点O,其中镜面后方的线段部分用虚线表示(是反射光线的反向延长线,并非实际光线)。
3. 连接A点和入射点O,得到入射光线,画实线,箭头方向从A指向O;连接O点和人眼,得到反射光线,画实线,箭头方向从O指向人眼,完成光路。
【答案】

【知识点】
平面镜成像特点,光的反射作图
【点评】
本题结合昆虫观察箱的实际场景考察平面镜成像光路作图,核心是利用像点和人眼的连线快速确定反射光线的路径,易错点集中在辅助线漏画虚线、光线箭头方向标反、物像连线未标注垂直符号等细节,需要严格遵守光学作图的规范要求。
【难度系数】
0.6
【分析】
这道题是光的反射定律的实际应用,解题思路如下:第一步先明确已知的入射光线,同时根据目标要求确定反射光线——也就是从入射点指向P点的水平光线;第二步根据光的反射定律“反射角等于入射角”,可知法线是入射光线和反射光线的夹角的角平分线,先画出法线;第三步由于平面镜和法线始终垂直,过入射点作垂直于法线的直线就得到平面镜的位置;最后计算角度:入射光线和竖直虚线夹角为30°,反射光线是水平向左,两条光线的总夹角为90°+30°=120°,平分后得到反射角为60°,标注对应角度即可。
【解析】
1. 绘制反射光线:将图中入射光线的下端点(竖直虚线的底端)与P点连接,得到指向P点的水平向左的反射光线;
2. 绘制法线:作入射光线和反射光线的夹角的角平分线,该线即为法线;
3. 确定平面镜位置:过入射点作法线的垂线,在垂线的非反射面一侧画上短斜线,就得到平面镜的位置;
4. 计算并标注角度:入射光线与反射光线的夹角为90°+30°=120°,由反射角等于入射角可得反射角为60°,在法线和反射光线之间标注出60°的反射角即可。
【答案】

【知识点】
光的反射定律,光学作图
【点评】
本题结合实际场景考察光的反射定律的应用,核心是利用法线的角平分线属性、平面镜与法线垂直的规律完成作图,易错点是反射角的角度计算,不少同学会误将反射角算为30°,需要注意先确定入射和反射光线的总夹角再平分得到反射角。
【难度系数】
0.6