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【分析】
这是一道光的反射作图题,解题思路很清晰:首先回忆光的反射定律的核心要求,先观察题图可以发现,两条入射光线A、B对应的入射点处已经提前画出了垂直于玻璃幕墙的法线(虚线),接下来只需要分别针对两条入射光线,以对应的法线为参照,保证反射角和入射角大小相等,在法线的另一侧画出反射光线,最后标注好表示光传播方向的箭头即可,注意反射光线要画实线,箭头方向是从玻璃幕墙向外射出,不能画反。
【解析】
1. 依据光的反射定律:反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。
2. 对入射光线A:以它对应的法线为对称轴,在玻璃幕墙外侧作出和入射角大小相等的反射角,画出对应的反射光线,用实线绘制,标注指向远离玻璃幕墙方向的箭头。
3. 对入射光线B:重复上述操作,同样根据反射角等于入射角,作出它对应的反射光线,标注正确方向的箭头即可。
【答案】

【知识点】
光的反射定律,反射光路作图
【点评】
本题结合生活中的光污染场景考察光的反射作图,整体难度较低,需要注意作图的规范性:反射光线必须用实线绘制,箭头方向不能画反,要保证反射角和入射角的大小大致相等,避免出现作图不规范的失分点。
【难度系数】
0.8
【分析】
这是一道光的反射定律相关的作图题,解题思路如下:首先确定入射点为O,第一步先作出垂直于镜面的法线;第二步根据图中给出的反射光线和镜面的夹角53°,计算出反射角的大小,反射角是反射光线和法线的夹角,因此反射角=90°-53°=37°;第三步依据光的反射定律里“反射角等于入射角”的规律,可知入射角也等于37°,在法线的另一侧画出入射光线,保证入射光线与法线的夹角为37°,标注出入射角的大小,同时注意入射光线的箭头指向入射点O,法线用虚线绘制,保留全部作图痕迹即可。
【解析】
1. 过入射点O,作垂直于镜面的虚线,该虚线即为法线;
2. 已知反射光线OB与镜面的夹角为53°,因此反射角为90°-53°=37°;
3. 根据光的反射定律,反射角等于入射角,因此入射角也为37°,在法线的左侧(与反射光线OB分居法线两侧)画出入射光线AO,箭头方向指向O点,标注出入射角(入射光线与法线的夹角)的大小为37°,完成作图。
【答案】

【知识点】
光的反射定律,入射角定义
【点评】
本题属于光学基础作图题,核心考查对光的反射定律的实际应用,易错点是误将反射光线与镜面的夹角直接当作反射角计算,需要牢记入射角、反射角都是光线与法线的夹角,作图时要注意法线用虚线、光线标注正确的传播方向,不要遗漏角度标注。
【难度系数】
0.7
【分析】
这道题是两个互相垂直的平面镜的两次反射作图题,解题思路如下: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。第一步先处理入射光线射到竖直镜面的第一次反射:先找到入射点,作出垂直于竖直镜面的法线,再根据反射角等于入射角画出第一次的反射光线;接着这条反射光线会入射到下方的水平镜面上,找到第二个入射点,作出垂直于水平镜面的第二条法线,再次依据反射角等于入射角画出第二次的反射光线,最终可以得到出射光线与原入射光线反向平行,作图时注意法线用虚线,光线要标注正确的传播箭头,保留全部作图痕迹即可。
【解析】
作图步骤如下:
1. 标记入射光线与竖直平面镜的交点为第一个入射点,过该点作垂直于竖直镜面的虚线,即为第一条法线;
2. 根据反射角等于入射角,在法线的另一侧画出第一次的反射光线,标注指向水平镜面的箭头;
3. 标记第一次反射光线与水平平面镜的交点为第二个入射点,过该点作垂直于水平镜面的虚线,即为第二条法线;
4. 再次依据反射角等于入射角,画出第二次的反射光线,标注向外的传播箭头,最终出射光线与初始入射光线反向平行,完成光路。
【答案】

【知识点】
光的反射定律;光路作图规范
【点评】
本题结合嫦娥六号搭载的角反射器的航空航天新情境命题,将物理知识和前沿科技结合,既考查了学生对光的反射定律的掌握程度,也要求学生熟悉光学作图的规范,注意法线需画为虚线、光线箭头方向不能标反,同时也能让学生了解角反射器的工作原理,体会物理知识在航天领域的实际应用。
【难度系数】
0.7
【分析】
要确定平面镜的位置,我们可以依据光的反射定律来思考:图中已经给出了入射光线(太阳光射向入射点的光线)和反射光线(从入射点射向吸热器的光线),根据反射定律,反射角等于入射角,因此法线必然是入射光线和反射光线夹角的角平分线;而平面镜与法线是互相垂直的,所以只要先确定法线的位置,就能进一步画出平面镜。具体步骤:第一步先计算出入射光线和反射光线的总夹角,第二步作出这个夹角的角平分线得到法线,第三步过入射点作法线的垂线,就得到平面镜的位置,最后标注平面镜的背面标识即可。
【解析】
1. 先计算两条光线的夹角:入射光线与水平面夹角为64°,反射光线与水平面夹角为36°,因此入射光线和反射光线的夹角为180°-64°-36°=80°。
2. 用虚线作出上述80°夹角的角平分线,这条线就是法线,此时入射角、反射角都为40°,符合反射定律。
3. 过入射点,作垂直于法线的直线,该直线就是平面镜的位置,在平面镜远离光线的一侧画上短斜线,表示平面镜的非反射面。
【答案】

【知识点】
光的反射定律,平面镜作图
【点评】
本题结合敦煌塔式光热电站的真实场景命题,将物理知识和实际应用结合,核心考察光的反射定律的作图应用,易错点是容易忽略法线需要用虚线绘制,或是忘记标注平面镜的背面短斜线,部分同学会错误直接以水平面为基准画平面镜,需要牢记法线是入射反射光线的角平分线这一核心逻辑。
【难度系数】
0.7
【分析】
这是一道光的反射定律应用的作图题,解题思路非常清晰:首先明确已知条件,图中已经给出了指向A点的入射光线,题目要求反射光线竖直射向房顶。第一步先补出符合要求的反射光线:从A点竖直向上指向房顶,标注好传播方向的箭头。第二步根据反射定律“反射角等于入射角”的特点,法线一定是入射光线和反射光线的夹角的角平分线,所以作出这个夹角的角平分线,也就是法线,注意法线需要用虚线绘制。第三步,由于平面镜始终和法线垂直,过A点作法线的垂线就得到平面镜的位置,最后在平面镜的非反射面一侧画上短斜线完成标注,就完成全部作图了。
【解析】
具体作图步骤如下:
1. 绘制反射光线:以A点为起点,沿竖直向上的方向向房顶作线段,在线段上标注向上的箭头,代表竖直射向房顶的反射光线。
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,法线使用虚线绘制。
3. 绘制平面镜:过A点作垂直于法线的线段,该线段就是平面镜的位置,在平面镜背向入射、反射光线的一侧绘制短斜线,代表平面镜的非反射面,完成全部作图。
【答案】

【知识点】
光的反射定律,平面镜光路作图
【点评】
本题属于光学基础作图题,核心考查对光的反射定律的理解应用,易错点在于容易搞错反射光线的方向、忘记法线用虚线绘制,或是遗漏平面镜背面的短斜线标注,解题时牢记“法线是入射反射光线夹角的角平分线,平面镜与法线垂直”这两个核心要点即可顺利完成作图。
【难度系数】
0.6
【分析】
这道题是平面镜成像相关的光路作图题,我们可以用“像点法”来梳理思路:首先明确水面相当于平面镜,人看到太阳在水中的倒影,本质是太阳发出的光经水面反射后进入人眼,而所有反射光线的反向延长线都会经过太阳的虚像。第一步先根据物像关于水面对称的规律,确定太阳的虚像位置;第二步要满足“光线从路灯空隙穿过进入人眼”的要求,连接人眼和太阳的虚像,这条线和水面的交点就是入射点,同时保证水面上方的这段连线刚好穿过路灯的空隙;最后补全入射光线,标注好光线的方向和虚实线即可。
【解析】
1. 把水面等效为平面镜,根据平面镜成像物像关于镜面对称的特点,作出太阳相对于水面的对称点,也就是太阳的虚像S';
2. 连接人眼与虚像S',该连线和水面的交点就是光的入射点O,调整连线位置,确保水面上方从O到人眼的线段恰好穿过路灯的空隙;
3. 用实线连接太阳和入射点O,得到入射光线,箭头方向指向入射点O;
4. 用实线绘制从O到人眼的反射光线,箭头方向指向人眼;水面下方从O到S'的部分是反射光线的反向延长线,属于辅助线,用虚线绘制,不需要标注箭头。
【答案】

【知识点】
平面镜成像特点,光的反射作图
【点评】
本题结合生活中趣味的光影场景命题,考察对平面镜成像原理的灵活应用,不能直接套用常规的光路作图模板,需要额外满足反射光线穿过路灯空隙的限定条件,掌握“通过像点快速确定反射光线”的作图技巧是解题核心,能有效检验学生对平面镜成像规律的实际运用能力。
【难度系数】
0.6
【分析】
解题时我们可以结合平面镜成像的规律梳理思路:首先,点光源发出的光线经平面镜反射后,所有反射光线的反向延长线都会经过点光源对应的虚像点,所以第一步先将给出的两条反射光线反向延长,它们的交点就是点光源S的像S'。接着根据平面镜成像“物和像关于平面镜对称”的特点,平面镜就是物点S和像点S'连线的垂直平分线,由此就能确定平面镜的位置。最后连接S和两条反射光线与平面镜的交点,得到对应的入射光线,就补全了完整的光路。
【解析】
具体作图步骤如下:
1. 反向延长两条反射光线a、b,两条延长线的交点即为点光源S的虚像S';
2. 用虚线连接S和S',作出线段SS'的垂直平分线,该直线就是平面镜MN的位置,在平面镜的非反射一侧画上短斜线做标识;
3. 标记出反射光线a、b与平面镜MN的两个交点,这两个点就是两条入射光线的入射点,分别用实线连接点光源S和两个入射点,标注上指向入射点的箭头,得到两条入射光线,即完成全部光路。
【答案】

【知识点】
平面镜成像规律,光的反射作图
【点评】
本题是平面镜成像相关的经典作图题,核心是利用“反射光线反向延长线过像点”的隐含条件先确定像点位置,再结合物像对称的特点推导平面镜位置,需要注意作图细节:反向延长线、物像连线要画虚线,平面镜要标注非反射面的短斜线,所有实际光线都要标注正确的箭头方向,避免漏画细节丢分。
【难度系数】
0.6
【分析】
要确定O点通过平面镜能看到的障碍物后方地面的范围,我们可以利用平面镜成像规律和光路可逆原理来思考:人眼能通过平面镜看到某片地面,本质是这片地面反射的光经平面镜反射后恰好能进入O点,根据光路可逆,等效于从O点发出的光经平面镜反射后能照亮的障碍物后方的地面区域,就是所求范围。首先先作出O点在平面镜中的虚像O',所有从O出发经平面镜反射的光线,反向延长线都必然经过O',接下来找两个临界边界:第一个边界是入射光线刚好擦过障碍物左上角A点,射到镜面上的位置,对应的反射光线落在地面的点,是观测范围的左端点;第二个边界是反射光线刚好擦过障碍物右上角B点,对应的入射点在镜面上,这条反射光线落在地面的点,是观测范围的右端点,两个端点之间的地面就是所求区域。
【解析】
作图步骤如下:
1. 根据平面镜成像“物像关于镜面对称”的特点,过O点作MN的垂线,延长至镜面上侧,取O'点使O'到MN的距离等于O到MN的距离,得到O的虚像O';
2. 连接O点与障碍物的左上顶点A,将该线段向平面镜方向延长,与MN交于点P,这是左侧的有效入射点;
3. 用虚线连接O'与P点,再将该线向地面方向延长(实线,带箭头表示反射光线方向),与地面交于点E,E就是可观测地面的左边界点;
4. 用虚线连接O'点与障碍物的右上顶点B,该连线与MN交于点Q,这是右侧的有效入射点;
5. 连接O点与Q点(实线,带箭头表示入射光线方向),将该线向地面方向延长,与地面交于点F,F就是可观测地面的右边界点;
6. 地面上E、F两点之间的区域,就是O点从平面镜中所能看到的障碍物后方的地面范围,作图时注意实际光线用实线加箭头,像与物的连线、光线反向延长线用虚线。
【答案】

【知识点】
平面镜成像特点,光路可逆,光的反射作图
【点评】
本题是平面镜观测范围类的经典作图题,核心是利用虚像统一所有反射光线的反向延长线,通过两个临界遮挡位置确定边界,不少同学容易混淆两个边界分别该连接实物点还是像点,做完图后可以用光路可逆验证:假设O是点光源,看反射光线是否能无遮挡地覆盖EF区域,就能判断作图是否正确。
【难度系数】
0.4