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12. 自行车尾灯可有效避免夜间交通事故的发生，它由多组“直角反射器”组成。其中一组“直角反射器”如图4.2-7所示，一束光射向平面镜S₁，请在图中画出经过S₁、S₂两个平面镜反射后的光路图并分析它为什么能减少夜间交通事故。
答案
观察光路图可以发现，入射光经过两次反射后被平行射出。当自行车后方有机动车时，机动车司机能看到明显的反射光，从而能及时发现前面的自行车，这样就不容易发生夜间交通事故了。
解析
【分析】
解题时首先回忆光的反射定律：反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。第一步先处理入射到S₁的光线：过入射点作S₁的垂直法线（用虚线，标注垂直符号），根据反射角等于入射角画出第一次反射光线，该光线会射向平面镜S₂；第二步对射到S₂的光线，过入射点作S₂的法线，再次利用光的反射定律画出第二次反射光线，可发现最终反射光线与原入射光线平行反向。最后结合光路特点分析尾灯作用：汽车灯光照到尾灯后会原路返回，司机就能看到自行车，从而避让避免事故。
【解析】
1. 光路图绘制步骤：
① 过入射光线与平面镜S₁的交点作S₁的法线（虚线，标注垂直符号），根据反射角等于入射角，作出经S₁反射的光线，该光线射向平面镜S₂；
② 过第一次反射光线与S₂的交点作S₂的法线（虚线，标注垂直符号），再次根据反射角等于入射角，作出经S₂的反射光线，最终反射光线与最初的入射光线平行、方向相反。
2. 原理分析：两个平面镜互相垂直，光线经过两次反射后，反射光线与入射光线平行且反向。夜间后方机动车的灯光照射到自行车尾灯上时，反射光会沿原方向返回机动车司机的眼中，使司机清晰发现前方的自行车，及时采取避让措施，减少夜间交通事故的发生。
【答案】
观察光路图可以发现，入射光经过两次反射后被平行射出。当自行车后方有机动车时，机动车司机能看到明显的反射光，从而能及时发现前面的自行车，这样就不容易发生夜间交通事故了。
【知识点】
光的反射定律；平面镜反射；光反射的应用
【点评】
本题结合生活中常见的自行车尾灯考查光的反射定律的应用，既要求掌握规范的光路图画法，又需要理解物理知识在实际生活中的应用原理，体现了物理与生活紧密联系的特点。
【难度系数】
0.7
解题时首先回忆光的反射定律：反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。第一步先处理入射到S₁的光线：过入射点作S₁的垂直法线（用虚线，标注垂直符号），根据反射角等于入射角画出第一次反射光线，该光线会射向平面镜S₂；第二步对射到S₂的光线，过入射点作S₂的法线，再次利用光的反射定律画出第二次反射光线，可发现最终反射光线与原入射光线平行反向。最后结合光路特点分析尾灯作用：汽车灯光照到尾灯后会原路返回，司机就能看到自行车，从而避让避免事故。
【解析】
1. 光路图绘制步骤：
① 过入射光线与平面镜S₁的交点作S₁的法线（虚线，标注垂直符号），根据反射角等于入射角，作出经S₁反射的光线，该光线射向平面镜S₂；
② 过第一次反射光线与S₂的交点作S₂的法线（虚线，标注垂直符号），再次根据反射角等于入射角，作出经S₂的反射光线，最终反射光线与最初的入射光线平行、方向相反。
2. 原理分析：两个平面镜互相垂直，光线经过两次反射后，反射光线与入射光线平行且反向。夜间后方机动车的灯光照射到自行车尾灯上时，反射光会沿原方向返回机动车司机的眼中，使司机清晰发现前方的自行车，及时采取避让措施，减少夜间交通事故的发生。
【答案】
观察光路图可以发现，入射光经过两次反射后被平行射出。当自行车后方有机动车时，机动车司机能看到明显的反射光，从而能及时发现前面的自行车，这样就不容易发生夜间交通事故了。
【知识点】
光的反射定律；平面镜反射；光反射的应用
【点评】
本题结合生活中常见的自行车尾灯考查光的反射定律的应用，既要求掌握规范的光路图画法，又需要理解物理知识在实际生活中的应用原理，体现了物理与生活紧密联系的特点。
【难度系数】
0.7
13. 2～3个同学为一组，调查附近社区的光污染情况，并给出你们的建议。可以参考下表进行总结。
答案
解：
|序号|地点|光污染情况及成因分析|改进建议|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|1|社区临街高层住宅楼|楼体外墙大量使用玻璃幕墙、抛光瓷砖，晴天太阳光照射后发生镜面反射，强光直射进周边住户家中，干扰居民正常作息|将外墙高反光的抛光材料更换为漫反射的低反光哑光外墙涂料，严格限制居民楼外墙玻璃幕墙的使用占比|
|2|社区沿街商业街|夜间商铺的大功率户外LED广告牌亮度过高，部分广告牌的亮面金属边框会反射强光，光线正对居民楼，夜间严重影响居民睡眠|规定夜间22:00之后调低广告牌亮度，关闭朝向居民楼方向的广告牌，广告牌边框选用哑光低反光材质|
|3|社区地下车库出入口|出入口地面铺设抛光大理石，夜间车辆灯光照射后发生镜面反射，反射光会干扰进出车辆驾驶员的视线，容易引发交通安全隐患|将出入口的抛光大理石地面更换为漫反射的哑光防滑路面材料|
|序号|地点|光污染情况及成因分析|改进建议|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|1|社区临街高层住宅楼|楼体外墙大量使用玻璃幕墙、抛光瓷砖，晴天太阳光照射后发生镜面反射，强光直射进周边住户家中，干扰居民正常作息|将外墙高反光的抛光材料更换为漫反射的低反光哑光外墙涂料，严格限制居民楼外墙玻璃幕墙的使用占比|
|2|社区沿街商业街|夜间商铺的大功率户外LED广告牌亮度过高，部分广告牌的亮面金属边框会反射强光，光线正对居民楼，夜间严重影响居民睡眠|规定夜间22:00之后调低广告牌亮度，关闭朝向居民楼方向的广告牌，广告牌边框选用哑光低反光材质|
|3|社区地下车库出入口|出入口地面铺设抛光大理石，夜间车辆灯光照射后发生镜面反射，反射光会干扰进出车辆驾驶员的视线，容易引发交通安全隐患|将出入口的抛光大理石地面更换为漫反射的哑光防滑路面材料|
解析
【分析】
解题需结合光的反射相关知识展开：首先明确镜面反射和漫反射的差异，光线照射到光滑高反光材料表面时会发生镜面反射，反射光线集中、强度高，易造成光干扰；照射到粗糙低反光材料表面时发生漫反射，反射光线柔和，不会产生光污染。我们可先选取3个社区常见场景，分别分析场景中高反光材料引发的镜面反射问题及不利影响，再针对性提出更换低反光材料、管控光源等改进建议即可。
【解析】
选取社区3个典型地点调研，整理结果如下：
|序号|地点|光污染情况及成因分析|改进建议|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|1|社区临街高层住宅楼|楼体外墙大量使用玻璃幕墙、抛光瓷砖，晴天太阳光照射后发生镜面反射，强光直射进周边住户家中，干扰居民正常作息|将外墙高反光的抛光材料更换为漫反射的低反光哑光外墙涂料，严格限制居民楼外墙玻璃幕墙的使用占比|
|2|社区沿街商业街|夜间商铺的大功率户外LED广告牌亮度过高，部分广告牌的亮面金属边框会反射强光，光线正对居民楼，夜间严重影响居民睡眠|规定夜间22:00之后调低广告牌亮度，关闭朝向居民楼方向的广告牌，广告牌边框选用哑光低反光材质|
|3|社区地下车库出入口|出入口地面铺设抛光大理石，夜间车辆灯光照射后发生镜面反射，反射光会干扰进出车辆驾驶员的视线，容易引发交通安全隐患|将出入口的抛光大理石地面更换为漫反射的哑光防滑路面材料|
【答案】
|序号|地点|光污染情况及成因分析|改进建议|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|1|社区临街高层住宅楼|楼体外墙大量使用玻璃幕墙、抛光瓷砖，晴天太阳光照射后发生镜面反射，强光直射进周边住户家中，干扰居民正常作息|将外墙高反光的抛光材料更换为漫反射的低反光哑光外墙涂料，严格限制居民楼外墙玻璃幕墙的使用占比|
|2|社区沿街商业街|夜间商铺的大功率户外LED广告牌亮度过高，部分广告牌的亮面金属边框会反射强光，光线正对居民楼，夜间严重影响居民睡眠|规定夜间22:00之后调低广告牌亮度，关闭朝向居民楼方向的广告牌，广告牌边框选用哑光低反光材质|
|3|社区地下车库出入口|出入口地面铺设抛光大理石，夜间车辆灯光照射后发生镜面反射，反射光会干扰进出车辆驾驶员的视线，容易引发交通安全隐患|将出入口的抛光大理石地面更换为漫反射的哑光防滑路面材料|
【知识点】
光的反射；镜面反射与漫反射；光污染防治
【点评】
本题属于实践探究类题目，紧密结合生活实际场景，考查对光学知识的灵活运用能力，引导大家学会用物理知识解决生活中的实际问题，能有效提升观察能力和知识迁移应用能力。
【难度系数】
0.7
解题需结合光的反射相关知识展开：首先明确镜面反射和漫反射的差异，光线照射到光滑高反光材料表面时会发生镜面反射，反射光线集中、强度高，易造成光干扰；照射到粗糙低反光材料表面时发生漫反射，反射光线柔和，不会产生光污染。我们可先选取3个社区常见场景，分别分析场景中高反光材料引发的镜面反射问题及不利影响，再针对性提出更换低反光材料、管控光源等改进建议即可。
【解析】
选取社区3个典型地点调研，整理结果如下：
|序号|地点|光污染情况及成因分析|改进建议|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|1|社区临街高层住宅楼|楼体外墙大量使用玻璃幕墙、抛光瓷砖，晴天太阳光照射后发生镜面反射，强光直射进周边住户家中，干扰居民正常作息|将外墙高反光的抛光材料更换为漫反射的低反光哑光外墙涂料，严格限制居民楼外墙玻璃幕墙的使用占比|
|2|社区沿街商业街|夜间商铺的大功率户外LED广告牌亮度过高，部分广告牌的亮面金属边框会反射强光，光线正对居民楼，夜间严重影响居民睡眠|规定夜间22:00之后调低广告牌亮度，关闭朝向居民楼方向的广告牌，广告牌边框选用哑光低反光材质|
|3|社区地下车库出入口|出入口地面铺设抛光大理石，夜间车辆灯光照射后发生镜面反射，反射光会干扰进出车辆驾驶员的视线，容易引发交通安全隐患|将出入口的抛光大理石地面更换为漫反射的哑光防滑路面材料|
【答案】
|序号|地点|光污染情况及成因分析|改进建议|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|1|社区临街高层住宅楼|楼体外墙大量使用玻璃幕墙、抛光瓷砖，晴天太阳光照射后发生镜面反射，强光直射进周边住户家中，干扰居民正常作息|将外墙高反光的抛光材料更换为漫反射的低反光哑光外墙涂料，严格限制居民楼外墙玻璃幕墙的使用占比|
|2|社区沿街商业街|夜间商铺的大功率户外LED广告牌亮度过高，部分广告牌的亮面金属边框会反射强光，光线正对居民楼，夜间严重影响居民睡眠|规定夜间22:00之后调低广告牌亮度，关闭朝向居民楼方向的广告牌，广告牌边框选用哑光低反光材质|
|3|社区地下车库出入口|出入口地面铺设抛光大理石，夜间车辆灯光照射后发生镜面反射，反射光会干扰进出车辆驾驶员的视线，容易引发交通安全隐患|将出入口的抛光大理石地面更换为漫反射的哑光防滑路面材料|
【知识点】
光的反射；镜面反射与漫反射；光污染防治
【点评】
本题属于实践探究类题目，紧密结合生活实际场景，考查对光学知识的灵活运用能力，引导大家学会用物理知识解决生活中的实际问题，能有效提升观察能力和知识迁移应用能力。
【难度系数】
0.7
