如图所示,太阳光与地平面成40°角,要用一平面镜把太阳光反射到竖直的井底,画出平面镜的位置及镜面与地面间的夹角.-物理

题文

如图所示,太阳光与地平面成40°角,要用一平面镜把太阳光反射到竖直的井底,画出平面镜的位置及镜面与地面间的夹角.

题型:问答题  难度:中档

答案

如下图所示:
(1)入射光线A0与水平线0C面成40°角,反射光线OB竖直射向井底,所以入射光线与反射光线之间的夹角∠AOB为130°.
(2)做∠AOB的角平分线ON,即为法线,过O点做ON的垂线,即为平面镜所在的位置,.
(3)由于∠AOB=130°,所以∠AON=65°.ON垂直于MM′,所以∠AOM=25°,
所以平面镜MM′与水平线OC的夹角∠COM=∠AOM+∠AOC=40°+25°=65°.


据专家权威分析,试题“如图所示,太阳光与地平面成40°角,要用一平面镜把太阳光反射到竖..”主要考查你对  光的反射规律及其应用,光的反射的光路图  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:

光的反射规律及其应用光的反射的光路图

考点名称:光的反射规律及其应用

  • 反射定律:
    入射光线、反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的两侧,反射角等于入射角(∠i=∠r)。

    光的反射定律描述了“三线”“两角” 的关系,可简记为:“三线共面,法线居中(三线位置关系),两角相等(两角量值关系)”。
    特殊情况垂直入射时,入射角反射角都是零度,法线、入射光线、反射光线合为一线。

  • 对于光的反射定律,应掌握以下五点:
    1、根据光的反射定律可知,任何一条反射光线都对应一条入射光线。

    2、定律的叙述有一定逻辑因果关系:先有入射,后有反射。表达时不能把“反射角等于入射角”说成 “入射角等于反射角”,因为反射角等于入射角的意思是“反射角随着入射角的变化而变化”,若倒过来说意思就反了,不符合逻辑因果关系。

    3、两角量值关系的变化是相对应的。即反射角随着入射角的变化而变化,入射角增大时反射角也增大,入射角减小时反射角也减小,入射角变为0,反射角也变为0,此时,入射光线、反射光线、法线重合,“三线合一”。

    4、法线起“准则”的作用,是过入射点始终与反射面垂直的直线。当反射面转动一定角度时,法线仍与反射面垂直,也随之转过相同的角度。法线不仅过入射点与反射面垂直,而且还是入射光线与反射光线夹角的平分线。

    5、在描述光的反射定律的光路图中,有两个重要的角度关系,即反射角等于入射角,r=i;入射角与入射光线和反射面的夹角互余,i+α=90

  • 自行车尾灯的设计:
       利用直角平面镜的反射规律,制成了自行车的反光灯,如图所示。夜晚,汽车灯发出的光射到自行车的反光灯上时,经自行车上互成直角的两个反射面的反射,反射光将以平行于入射光的方向反向射入司机眼睛,使司机容易发现骑自行车的人,有利于夜间行车安全。

    例  自行车是一种便捷的交通丁具,它包含了许多物理知识。例如,自行车尾灯就包含了光学知识。它本身不发光,但在夜晚,当有汽车灯光照射到尾灯上时,就会发生反射,以引起司机注意。尾灯的结构如图所示,请在图中画出反射光线,并说明反射光线有什么特点。

    解析:利用光的反射定律作用,当两个反射面垂直时,一条光线经两个表面反射后光线平行于入射光线且方向相反
    答案:如图所示

    入射光线平行射入,反射光线平行射出。反射光线与入射光线方向相反。(答出一条即给分)

考点名称:光的反射的光路图

  • 光的反射现象的几个名词:

    入射点O:光线射到反射面上的一点
    入射光线AO:射向反射面上的光线
    反射光线OB:被反射面反射的光线
    法线ON:过入射点O垂直于反射面的直线,作图时,ON常画成虚线
    入射角i:入射光线AO与法线ON的夹角
    反射角r:反射光线OB与法线ON的夹角;

     

  • 几种特殊的光路:
    ①当入射光线垂直于反射面入射时,入射角为零度,反射角也为零度;入射光线、法线、反射光线三线重合,但两光线方向相反
    ②互相平行放置的平面镜,当光照到其中一块平面镜上时,反射光线经另一个平面镜反射后,与原入射光线平行

  • 光反射时的作图方法:
    类型 作图方法
    已知入射光线作反射光线 先找出入射光线与反射面的交点(入射点),过入射点作垂直于界面的直线——法线,将法线作为角的一边,以入射点作为角的顶点,在图中作一角等于入射角的线,该线就是反射光线,并注明光线方向
    已知反射光线作入射光线 先找出反射光线与反射面的交点(入射点),过入射点作垂直于界面的直线——法线,将法线作为角的一边,以入射点作为角的顶点,在图中作一角等于反射角的线,该线就是入射光线,注意光线方向是从光源射向入射点的
    已知入射光线和反射光线确定平面镜的位置 先作出入射光线和反射光线夹角的平分线,此线为法线。过入射光线与反射光线的交点(角的顶点或者说是入射点)作垂直法线的一条直线,该直线为平面镜的位置

    例:如图所示,在0点放置一个平面镜,使与水平方向成60角的太阳光经0点反射后,水平射入窗口P中。请你在图中画出平面镜的位置,并标出反射角的度数。

    解析:可先画出O点射向窗口P的反射光线,再作反射光线与入射光线夹角的角平分线即法线,最后过O点作法线的垂线即平面镜的位置。入射角+ 反射角:180一60=120,又因为反射角:入射角,所以反射角为60
    答案:如图所示

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