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20 某村庄位于山谷中，每年有3个月的时间见不到丝毫阳光.为此，市长发动村民建造了一面巨型平面镜.这面镜子由计算机控制马达驱动跟随太阳转动，可保证每天有6个小时将阳光照射在村里的中心广场，如图所示.
(1)平面镜可以将阳光引到村内，这是利用了光的
(2)太阳从A点升高到A'点(AO、A'O的夹角为30°)，要使反射光线OB方向不变，改变平面镜的方向，则这时入射角为
(1)平面镜可以将阳光引到村内，这是利用了光的
反射
原理.例如，某一时刻，太阳光沿AO入射，当平面镜转动到竖直方向，反射光线恰好沿OB射到村里的中心广场，若测得OB与镜面夹角为60°，则入射角为30°
.(2)太阳从A点升高到A'点(AO、A'O的夹角为30°)，要使反射光线OB方向不变，改变平面镜的方向，则这时入射角为
45
°，平面镜绕O点转过的角度为15°
.答案
20.(1)反射 30° (2)45 15°
[解析](1)平面镜的作用是改变光的传播方向,使射向镜面的光反射到村内.已知OB与镜面夹角为$60°$,则反射角为$90°-60°=30°$,根据反射角等于入射角可得入射角为$30°$,则$∠AOB=60°$.(2)当太阳从A点升高到A'点(AO、A'O的夹角为$30°$),要使反射光线OB方向不变,则$∠A'OB=30°+60°=90°$,则这时入射角为$45°$,那么OB与镜面夹角变为$90°-45°=45°$,平面镜绕O点顺时针转过的角度为$60°-45°=15°$.
[解析](1)平面镜的作用是改变光的传播方向,使射向镜面的光反射到村内.已知OB与镜面夹角为$60°$,则反射角为$90°-60°=30°$,根据反射角等于入射角可得入射角为$30°$,则$∠AOB=60°$.(2)当太阳从A点升高到A'点(AO、A'O的夹角为$30°$),要使反射光线OB方向不变,则$∠A'OB=30°+60°=90°$,则这时入射角为$45°$,那么OB与镜面夹角变为$90°-45°=45°$,平面镜绕O点顺时针转过的角度为$60°-45°=15°$.
解析
【分析】
本题考查光的反射定律的应用，解题思路：（1）先明确平面镜的工作原理是光的反射；再根据入射角的定义（入射光线与法线的夹角，法线与镜面垂直），结合反射角等于入射角计算第一问的入射角。（2）当入射光线变化、反射光线OB不变时，先确定新入射光线与反射光线的夹角，再利用反射定律求出新的入射角，最后通过镜面与光线的夹角变化计算平面镜转过的角度。
【解析】
(1) 平面镜将阳光引到村内，利用了光的反射原理。已知OB与镜面夹角为60°，法线与镜面垂直，因此反射角为$90° - 60° = 30°$，根据光的反射定律（反射角等于入射角），可得入射角为$30°$。
(2) 太阳从A点升高到A'点，AO与A'O的夹角为$30°$，反射光线OB方向不变，因此新入射光线A'O与反射光线OB的夹角为$30° + 60° = 90°$。根据反射定律，入射角等于反射角，所以此时入射角为$90° ÷ 2 = 45°$。此时镜面与OB的夹角为$90° - 45° = 45°$，原来镜面与OB夹角为$60°$，故平面镜绕O点转过的角度为$60° - 45° = 15°$。
【答案】
(1) 反射；$30°$ (2) $45$；$15°$
【知识点】
光的反射定律；入射角与反射角；平面镜应用
【点评】
本题结合实际场景考查光的反射定律的应用，核心是明确入射角、反射角的定义，以及镜面转动时角度变化的计算，属于基础光学应用题，需准确理解反射定律的内容。
【难度系数】
0.6
本题考查光的反射定律的应用，解题思路：（1）先明确平面镜的工作原理是光的反射；再根据入射角的定义（入射光线与法线的夹角，法线与镜面垂直），结合反射角等于入射角计算第一问的入射角。（2）当入射光线变化、反射光线OB不变时，先确定新入射光线与反射光线的夹角，再利用反射定律求出新的入射角，最后通过镜面与光线的夹角变化计算平面镜转过的角度。
【解析】
(1) 平面镜将阳光引到村内，利用了光的反射原理。已知OB与镜面夹角为60°，法线与镜面垂直，因此反射角为$90° - 60° = 30°$，根据光的反射定律（反射角等于入射角），可得入射角为$30°$。
(2) 太阳从A点升高到A'点，AO与A'O的夹角为$30°$，反射光线OB方向不变，因此新入射光线A'O与反射光线OB的夹角为$30° + 60° = 90°$。根据反射定律，入射角等于反射角，所以此时入射角为$90° ÷ 2 = 45°$。此时镜面与OB的夹角为$90° - 45° = 45°$，原来镜面与OB夹角为$60°$，故平面镜绕O点转过的角度为$60° - 45° = 15°$。
【答案】
(1) 反射；$30°$ (2) $45$；$15°$
【知识点】
光的反射定律；入射角与反射角；平面镜应用
【点评】
本题结合实际场景考查光的反射定律的应用，核心是明确入射角、反射角的定义，以及镜面转动时角度变化的计算，属于基础光学应用题，需准确理解反射定律的内容。
【难度系数】
0.6
21 同学们利用如图甲所示的器材（纸板F可绕ON翻折）探究光的反射定律。
(1)图乙中，用激光笔沿AO方向入射，当入射光线与平面镜夹角为$60°$时，入射角大小为
(2)图乙中，若让另一束光线沿BO方向射向平面镜，反射光线沿OA方向射出，这一现象说明
(3)为了得到“反射角等于入射角”这一普遍规律，接下来的操作是改变
(4)图丙中，保持入射光线AO不变，将平面镜绕入射点旋转，使入射角增大$10°$，则反射光线偏转的角度为
(1)图乙中，用激光笔沿AO方向入射，当入射光线与平面镜夹角为$60°$时，入射角大小为
30°
；再将纸板F绕ON向后折，纸板F上没有
（填“有”或“没有”）反射光线，这一步骤的目的是探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内
。(2)图乙中，若让另一束光线沿BO方向射向平面镜，反射光线沿OA方向射出，这一现象说明
光路可逆
。(3)为了得到“反射角等于入射角”这一普遍规律，接下来的操作是改变
入射角
，多次实验。(4)图丙中，保持入射光线AO不变，将平面镜绕入射点旋转，使入射角增大$10°$，则反射光线偏转的角度为
20°
。答案
21.(1)30° 没有 是否在同一平面内 (2)光路可逆 (3)入射角 (4)20°
[解析](1)题图乙中,用激光笔沿AO方向入射,当入射光线与平面镜夹角为$60°$时,入射角大小为$90°-60°=30°$.再将纸板F绕ON向后折,纸板F与入射光线不在同一平面上,不能显示反射光线,即此时纸板F上没有反射光线.改变纸板F的位置,是为了探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面上.(2)光线从AO入射,从OB射出,题图乙中,若让另一束光线沿BO方向射向平面镜,反射光线沿OA方向射出,这一现象说明光路可逆.(3)为了得到“反射角等于入射角”这一普遍规律,接下来的操作是改变入射角,多次实验,得出实验结论.(4)如答图所示,平面镜未转动前入射光线与反射光线的夹角$∠AOB=30°+30°=60°$;保持入射光线AO不变,将平面镜绕入射点旋转,使入射角增大$10°$,此时入射角为$∠AON'=30°+10°=40°$,因为反射角等于入射角,所以转动后入射光线与反射光线的夹角$∠AOB'=40°+40°=80°$,则反射光线偏转的角度为$∠BOB'=∠AOB'-∠AOB=80°-60°=20°$。
解析
【分析】
本题围绕光的反射定律的探究实验展开，解题需紧扣光的反射定律核心内容：反射光线、入射光线和法线共面，反射角等于入射角，光路可逆。步骤如下：1. 明确入射角是入射光线与法线的夹角，计算第一空；2. 纸板F向后折用于验证三线是否共面，判断是否有反射光线；3. 反向入射光线对应反向反射光线，体现光路可逆；4. 多次实验需改变入射角以避免偶然性；5. 平面镜转动时，反射光线偏转角度为入射角变化量的2倍，计算最后一空。
【解析】
(1) 入射角是入射光线与法线的夹角，法线与平面镜垂直，已知入射光线与平面镜夹角为60°，则入射角为$90°-60°=30°$；将纸板F绕ON向后折，纸板F与入射光线、法线所在平面不在同一平面，因此纸板F上没有反射光线，该步骤目的是探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。
(2) 光线沿BO方向射向平面镜时，反射光线沿OA方向射出，说明在反射现象中，光路是可逆的。
(3) 仅一次实验结论具有偶然性，为得到“反射角等于入射角”的普遍规律，需改变入射角，多次进行实验。
(4) 平面镜未转动时，入射角为30°，反射角也为30°，入射光线AO与反射光线的夹角为$60°$；当平面镜转动使入射角增大10°，此时入射角为$30°+10°=40°$，反射角也为$40°$，入射光线AO不变，新的入射光线与反射光线的夹角为$80°$，因此反射光线偏转的角度为$80°-60°=20°$。
【答案】
21.(1)30° 没有 是否在同一平面内 (2)光路可逆 (3)入射角 (4)20°
【知识点】
光的反射定律，入射角与反射角，光路可逆
【点评】
本题是光的反射定律的经典实验题，全面考查实验操作、规律理解及角度计算，需熟练掌握光的反射定律核心要点，理解实验设计逻辑，难度适中，适合巩固基础知识点。
【难度系数】
0.6
本题围绕光的反射定律的探究实验展开，解题需紧扣光的反射定律核心内容：反射光线、入射光线和法线共面，反射角等于入射角，光路可逆。步骤如下：1. 明确入射角是入射光线与法线的夹角，计算第一空；2. 纸板F向后折用于验证三线是否共面，判断是否有反射光线；3. 反向入射光线对应反向反射光线，体现光路可逆；4. 多次实验需改变入射角以避免偶然性；5. 平面镜转动时，反射光线偏转角度为入射角变化量的2倍，计算最后一空。
【解析】
(1) 入射角是入射光线与法线的夹角，法线与平面镜垂直，已知入射光线与平面镜夹角为60°，则入射角为$90°-60°=30°$；将纸板F绕ON向后折，纸板F与入射光线、法线所在平面不在同一平面，因此纸板F上没有反射光线，该步骤目的是探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。
(2) 光线沿BO方向射向平面镜时，反射光线沿OA方向射出，说明在反射现象中，光路是可逆的。
(3) 仅一次实验结论具有偶然性，为得到“反射角等于入射角”的普遍规律，需改变入射角，多次进行实验。
(4) 平面镜未转动时，入射角为30°，反射角也为30°，入射光线AO与反射光线的夹角为$60°$；当平面镜转动使入射角增大10°，此时入射角为$30°+10°=40°$，反射角也为$40°$，入射光线AO不变，新的入射光线与反射光线的夹角为$80°$，因此反射光线偏转的角度为$80°-60°=20°$。
【答案】
21.(1)30° 没有 是否在同一平面内 (2)光路可逆 (3)入射角 (4)20°
【知识点】
光的反射定律，入射角与反射角，光路可逆
【点评】
本题是光的反射定律的经典实验题，全面考查实验操作、规律理解及角度计算，需熟练掌握光的反射定律核心要点，理解实验设计逻辑，难度适中，适合巩固基础知识点。
【难度系数】
0.6
22 阅读短文,问答问题
光污染——来自靓丽的玻璃幕墙
小红在自己的日记本上写着以下这段内容:最近我十分苦恼,因为我家的房子正对着一座新大厦的玻璃幕墙.有时站在窗前,看到对面玻璃墙就好像平面镜一样.将同楼居民家的一举一动看得清清楚楚.玻璃墙的反光也使我苦不堪言,只要是晴天,我的房间就被强烈的光线照得通亮,无法正常休息.尤其是那种凹形建筑物,其玻璃幕墙在客观上形成一种巨型聚光镜,一个几十甚至几百平方米的凹透镜,其聚光功能是相当可观的,能使局部温度升高,造成火灾隐患.
(1)光照射到光滑的玻璃幕墙上时,会发生
(2)文中有一处出现科学性错误,请把错误的句子写在下面的横线上:
(3)从上文找出一个玻璃幕墙给居民带来的不便或危害的实例
(4)凹形玻璃幕墙会导致对面的建筑物局部温度升高,对光线的作用与
(5)如何预防光污染,请你提出一条合理的建议
光污染——来自靓丽的玻璃幕墙
小红在自己的日记本上写着以下这段内容:最近我十分苦恼,因为我家的房子正对着一座新大厦的玻璃幕墙.有时站在窗前,看到对面玻璃墙就好像平面镜一样.将同楼居民家的一举一动看得清清楚楚.玻璃墙的反光也使我苦不堪言,只要是晴天,我的房间就被强烈的光线照得通亮,无法正常休息.尤其是那种凹形建筑物,其玻璃幕墙在客观上形成一种巨型聚光镜,一个几十甚至几百平方米的凹透镜,其聚光功能是相当可观的,能使局部温度升高,造成火灾隐患.
(1)光照射到光滑的玻璃幕墙上时,会发生
镜面
(填“镜面”或“漫”)反射,物体经过玻璃幕墙反射所成的像是虚
(填“实”或“虚”)像.(2)文中有一处出现科学性错误,请把错误的句子写在下面的横线上:
一个几十甚至几百平方米的凹透镜
.(3)从上文找出一个玻璃幕墙给居民带来的不便或危害的实例
房间就被强烈的光线照得通亮,无法正常休息
.(4)凹形玻璃幕墙会导致对面的建筑物局部温度升高,对光线的作用与
太阳灶
(填“太阳灶”或“汽车后视镜”)原理相同.(5)如何预防光污染,请你提出一条合理的建议
尽量减少用玻璃幕墙
.答案
22.(1)镜面 虚 (2)一个几十甚至几百平方米的凹透镜 (3)房间就被强烈的光线照得通亮,无法正常休息 (4)太阳灶 (5)尽量减少用玻璃幕墙
[解析](1)光线照射到光滑的玻璃幕墙上时,发生的是镜面反射;物体经玻璃幕墙反射后所成的像是虚像.(2)凹透镜是可以透过光线的,那种凹形建筑物不能透过光线,只能反射光线,是凹面镜.所以错误是一个几十甚至几百平方米的凹透镜,其聚光功能是相当可观的.(3)玻璃幕墙对人带来的危害有房间被强烈的反射光线照得通亮,无法正常休息.(4)太阳灶是把被加热物体放在凹面镜的焦点上,太阳光经凹面镜反射后会聚到焦点,加热物体,而凹形玻璃幕墙会会聚光线,导致对面的建筑物局部温度升高,故其对光线的作用与太阳灶原理相同.(5)玻璃幕墙的表面是比较光滑的,发生镜面反射产生光污染,若采用比较粗糙的建材发生漫反射就不会产生光污染.
[解析](1)光线照射到光滑的玻璃幕墙上时,发生的是镜面反射;物体经玻璃幕墙反射后所成的像是虚像.(2)凹透镜是可以透过光线的,那种凹形建筑物不能透过光线,只能反射光线,是凹面镜.所以错误是一个几十甚至几百平方米的凹透镜,其聚光功能是相当可观的.(3)玻璃幕墙对人带来的危害有房间被强烈的反射光线照得通亮,无法正常休息.(4)太阳灶是把被加热物体放在凹面镜的焦点上,太阳光经凹面镜反射后会聚到焦点,加热物体,而凹形玻璃幕墙会会聚光线,导致对面的建筑物局部温度升高,故其对光线的作用与太阳灶原理相同.(5)玻璃幕墙的表面是比较光滑的,发生镜面反射产生光污染,若采用比较粗糙的建材发生漫反射就不会产生光污染.
解析
【分析】
本题围绕玻璃幕墙引发的光污染展开，需结合光学相关知识逐一分析各问题：
1. 第(1)题：玻璃幕墙表面光滑，光线照射时发生镜面反射；玻璃幕墙相当于平面镜，平面镜成虚像，据此填空。
2. 第(2)题：区分凹透镜与凹面镜，凹透镜透光，凹形玻璃幕墙是反射光线的凹面镜，据此找出文中错误句子。
3. 第(3)题：从文中提取玻璃幕墙带来的不便或危害的实例。
4. 第(4)题：凹形玻璃幕墙聚光是凹面镜的作用，对比太阳灶（凹面镜聚光）和汽车后视镜（凸面镜发散）的原理确定答案。
5. 第(5)题：结合光污染成因（镜面反射），提出合理防治建议。
【解析】
(1) 光线照射到光滑的玻璃幕墙上时，会发生镜面反射；玻璃幕墙相当于平面镜，根据平面镜成像特点，物体经反射所成的像是虚像。
(2) 凹透镜是可透过光线的透镜，文中凹形建筑物的玻璃幕墙是反射光线形成聚光，属于凹面镜，故错误句子为“一个几十甚至几百平方米的凹透镜，其聚光功能是相当可观的”。
(3) 文中玻璃幕墙带来的不便或危害如“房间就被强烈的光线照得通亮，无法正常休息”（或“造成火灾隐患”等）。
(4) 凹形玻璃幕墙对光线有会聚作用，属于凹面镜应用；太阳灶利用凹面镜会聚光线加热物体，汽车后视镜是凸面镜，对光线发散，故原理与太阳灶相同。
(5) 光污染由镜面反射引起，可通过减少玻璃幕墙使用（或改用粗糙建材使光线发生漫反射）预防。
【答案】
(1) 镜面；虚
(2) 一个几十甚至几百平方米的凹透镜，其聚光功能是相当可观的
(3) 房间就被强烈的光线照得通亮，无法正常休息（合理即可）
(4) 太阳灶
(5) 尽量减少用玻璃幕墙（合理即可）
【知识点】
镜面反射；平面镜成像；光污染
【点评】
本题结合生活中的光污染现象，考查光学基础知识的实际应用，将物理知识与生活紧密结合，帮助学生理解光污染的成因及防治方法，体现了物理的实用性。
【难度系数】
0.6
本题围绕玻璃幕墙引发的光污染展开，需结合光学相关知识逐一分析各问题：
1. 第(1)题：玻璃幕墙表面光滑，光线照射时发生镜面反射；玻璃幕墙相当于平面镜，平面镜成虚像，据此填空。
2. 第(2)题：区分凹透镜与凹面镜，凹透镜透光，凹形玻璃幕墙是反射光线的凹面镜，据此找出文中错误句子。
3. 第(3)题：从文中提取玻璃幕墙带来的不便或危害的实例。
4. 第(4)题：凹形玻璃幕墙聚光是凹面镜的作用，对比太阳灶（凹面镜聚光）和汽车后视镜（凸面镜发散）的原理确定答案。
5. 第(5)题：结合光污染成因（镜面反射），提出合理防治建议。
【解析】
(1) 光线照射到光滑的玻璃幕墙上时，会发生镜面反射；玻璃幕墙相当于平面镜，根据平面镜成像特点，物体经反射所成的像是虚像。
(2) 凹透镜是可透过光线的透镜，文中凹形建筑物的玻璃幕墙是反射光线形成聚光，属于凹面镜，故错误句子为“一个几十甚至几百平方米的凹透镜，其聚光功能是相当可观的”。
(3) 文中玻璃幕墙带来的不便或危害如“房间就被强烈的光线照得通亮，无法正常休息”（或“造成火灾隐患”等）。
(4) 凹形玻璃幕墙对光线有会聚作用，属于凹面镜应用；太阳灶利用凹面镜会聚光线加热物体，汽车后视镜是凸面镜，对光线发散，故原理与太阳灶相同。
(5) 光污染由镜面反射引起，可通过减少玻璃幕墙使用（或改用粗糙建材使光线发生漫反射）预防。
【答案】
(1) 镜面；虚
(2) 一个几十甚至几百平方米的凹透镜，其聚光功能是相当可观的
(3) 房间就被强烈的光线照得通亮，无法正常休息（合理即可）
(4) 太阳灶
(5) 尽量减少用玻璃幕墙（合理即可）
【知识点】
镜面反射；平面镜成像；光污染
【点评】
本题结合生活中的光污染现象，考查光学基础知识的实际应用，将物理知识与生活紧密结合，帮助学生理解光污染的成因及防治方法，体现了物理的实用性。
【难度系数】
0.6
