题文

小宇同学爸爸在供电局工作，负责电线杆的架设和维修．星期天小宇随爸爸一起，来到架设工地．爸爸领他到工地前的河边来估测河的宽度，爸爸说：“看到河对岸的水中竖着的电线杆吗？紧靠岸边的哪一根”“看到了”“电线杆露出水面的部分通常是6m，现在你看着哪根电线杆在水中的像向后退，直到刚好看不到为止”．小宇按照爸爸的说法做了，爸爸用步长测得小宇到河边的距离为3m，小宇同学的身高为1.5m． （1）根据试题的背景，画出有关测量尺寸的关系图． （2）写出测量所运用到的光学知识． （3）推算河的宽度．

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）根据试题的背景，需要测量的尺寸有电线杆露出水面的部分6m，小宇到河边的距离3m，小宇同学的身高1.5m，答案见下图所示： （2）根据小宇和爸爸的对话可知，用到了光的镜面反射，反射角等于入射角，反射光线与入射光线分居于法线的两侧，反射光线、入射光线和法线在同一平面里； （3）由平面镜成像特点可知：电线杆露出水面的部分6m，其露出水面的部分在水中的像也是6m， 根据相似三角形对应边成比例可得 小宇身高 电线杆像 = 河边距离 河宽 ，则 1.5m 6m = 3m 河宽 ，解得，河宽为12m． 答：河的宽度为12m．

据专家权威分析，试题“小宇同学爸爸在供电局工作，负责电线杆的架设和维修．星期天小宇随..”主要考查你对  光的反射现象，光的反射规律及其应用，平面镜成像的特点和原因  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

光的反射现象光的反射规律及其应用平面镜成像的特点和原因

考点名称：光的反射现象

• 光的反射现象：
  光从一种介质射向另一种介质的交界面时，一部分光返回原来介质中，使光的传播方向发生了改变，这种现象称为光的反射。
  
  生活中的光的反射现象：
  桥在水中的倒影、在平面镜前看到镜中的“自己”等。
  
  光反射图中一点、二角、三线的认识：
  如图所示，要弄清一点(入射点)、二角(反射角、入射角)、三线(反射光线、入射光线、法线)的涵义。一点：指入射点，用字母O表不。二角：指入射角i和反射角r。入射角是指入射光线和法线的夹角，反射角是指反射光线和法线的夹角。三线：指入射光线AO，反射光线OB，法线NO。法线是通过入射点作的垂直于反射面的虚线，这是为了研究问题的方便而引入的，没有具体的物理含义，但在确定入射角、反射角时法线却是关键。因为反射角和入射角都是指光线与法线的夹角。
  

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)