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B


显示光路
粗糙
白板没有与平面镜垂直
$0°$
变大
烟雾
只能看见反射光线
B
【分析】
要解决这道题,需明确光的反射定律中入射角、反射角的概念,以及光线传播方向改变角度的计算逻辑:首先,入射角是入射光线与法线的夹角,法线与平面镜垂直,因此需先由入射光线与镜面的夹角算出入射角;再根据反射定律确定反射角;最后通过入射光线与反射光线的夹角,推导传播方向改变的角度。
【解析】
根据光的反射定律,解题步骤如下:
1. 计算入射角:已知入射光线与平面镜的夹角为$20°$,法线与镜面垂直,因此入射角(入射光线与法线的夹角)为 $i = 90° - 20° = 70°$;
2. 确定反射角:由光的反射定律,反射角等于入射角,故反射角 $r = i = 70°$;
3. 计算传播方向改变的角度:入射光线若不反射将沿直线传播,反射后光线与原入射光线的夹角(即传播方向改变的角度)为 $\Delta = 180° - (i + r) = 180° - (70° + 70°) = 40°$,对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
光的反射定律,入射角与反射角
【点评】
本题考查光学基础知识点,核心是区分“入射光线与镜面的夹角”和“入射角”的概念,掌握传播方向改变角度的推导方法,属于初中物理光学的常规基础题,需学生牢记反射定律内容。
【难度系数】
0.5
【分析】要解决此题,需依据光的反射定律:反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。首先确定垂直于平面镜的法线,再计算入射角,最后根据反射角等于入射角画出反射光线并标注反射角。
【解析】1. 过入射点作垂直于平面镜的虚线,即为法线;2. 已知入射光线与平面镜成50°角,因此入射角为$90° - 50° = 40°$;3. 根据光的反射定律,反射角等于入射角,所以反射角为$40°$;在法线另一侧画出反射光线,使反射光线与法线的夹角为$40°$,并在反射光线与法线间标注“$40°$”(即反射角)。
【答案】如答图所示
【知识点】光的反射定律、入射角与反射角
【点评】本题考查光的反射定律的应用,关键是明确入射角是入射光线与法线的夹角,而非与镜面的夹角,利用反射角等于入射角的规律作图,属于光学基础题型。
【难度系数】0.6
【分析】要将竖直向下的太阳光反射为水平向左进入管道的光线,需依据光的反射定律:反射角等于入射角。解题思路为:①确定入射光线(竖直向下)和反射光线(水平向左)的夹角;②作该夹角的角平分线,得到法线;③过入射点作垂直于法线的直线,即为平面镜的位置,此时平面镜与法线垂直,能满足反射光线沿水平方向传播的要求。
【解析】入射光线竖直向下,反射光线水平向左,两者夹角为90°。根据反射定律,反射角等于入射角,因此法线是该夹角的角平分线(与水平方向成45°);平面镜与法线垂直,故平面镜应放置为与水平方向成45°角,使太阳光经反射后沿水平方向进入管道,具体位置如答图所示。
【答案】如答图所示
【知识点】光的反射定律、平面镜的应用
【点评】本题考查光的反射定律的实际应用,核心是利用入射光线与反射光线的夹角确定法线,进而确定平面镜位置,属于基础应用类题目,需掌握反射定律的基本内容。
【难度系数】0.5
【分析】
本题围绕光的反射实验展开,需结合实验原理、操作要点和光的反射定律分析各问题:
(1) 实验中白板的作用是显示光路,因为光在粗糙表面发生漫反射,能从不同方向观察到光路;若白板未与平面镜垂直,反射光线不在白板所在平面,就无法在白板上看到反射光线。
(2) 入射角是入射光线与法线的夹角,入射光与法线重合时夹角为0°;根据光的反射定律,反射角等于入射角,入射光线远离法线时入射角变大,反射角也随之变大。
(3) 要显示光路,需让光在介质中发生漫反射,烟雾颗粒可实现这一点;当反射光线一侧只能看到反射光线时,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面,否则无法在该侧看到反射光线。
【解析】
(1) 实验选用白板,是因为光在白板表面发生漫反射,能清晰显示光路;白板表面需粗糙,这样各个方向都能观察到光路。当入射光线贴着白板入射,白板上没有反射光线,是因为白板没有与平面镜垂直,导致反射光线不在白板所在的平面内。
(2) 入射角是入射光线与法线的夹角,当入射光与O点法线重合时,入射光线与法线的夹角为0°,即入射角为0°;根据光的反射定律,反射角等于入射角,当入射光线绕入射点旋转逐渐远离法线时,入射角变大,因此反射角也变大。
(3) 向透明玻璃罩内注入烟雾,烟雾中的微小颗粒会使激光发生漫反射,从而清晰显示入射光和反射光的光路;若反射光线一侧只能看见反射光线,说明反射光线、入射光线和法线是共面的,若不共面则无法在该侧观察到反射光线。
【答案】
16.(1)显示光路 粗糙 白板没有与平面镜垂直
(2)$0°$ 变大
(3)烟雾 只能看见反射光线
【知识点】
光的反射定律、漫反射、光路显示
【点评】
本题考查光的反射实验的核心要点,包括实验器材的作用、实验操作的注意事项以及光的反射定律的应用,属于光学基础实验的常规题型,注重对实验过程和规律的理解。
【难度系数】
0.6
【分析】
要解决这道题,需明确平面镜成像的本质和光线的传播路径:首先,平面镜成的是虚像,虚像是反射光线的反向延长线会聚形成的,并非实际光线的会聚点,因此手电筒的光无法直接照射到虚像上,可先排除A选项;其次,根据平面镜成像“像与物关于镜面对称”的特点,当手电筒对着镜中的像照射时,光线经平面镜反射后会指向实际的物体(原物),使原物变亮,原物反射的光线增多,经平面镜反射后形成的像就会更亮,据此分析各选项即可得出答案。
【解析】
1. 分析选项A:平面镜成的虚像是反射光线反向延长线会聚而成,不是实际光线的会聚点,手电筒的光无法直接照射到虚像上,因此虚像变亮不是因为光射到像上,A错误。
2. 分析选项B:根据平面镜成像“像与物关于镜面对称”的规律,手电筒对着镜中的像照射时,光线经平面镜反射后会照射到实际的原物上,使原物反射的光线增多,经平面镜反射后形成的像就会比原来更亮,B正确。
3. 分析选项C:像的亮度变化是因为实际物体变亮,而非镜子本身变亮,C错误。
4. 分析选项D:像变亮是实际光线增多导致的,不是主观观察的原因,D错误。
【答案】
B
【知识点】
平面镜成像特点、光的反射
【点评】
本题考查平面镜成像的原理与特点,核心是理解虚像的本质和光线的传播路径,易错点是误将虚像当作实际物体,错选A,需明确虚像无法被直接照射,而是通过照亮实际物体使像变亮,属于光学基础概念的应用。
【难度系数】
0.6