9. 如图4.2-11所示,魔术箱顶部的中央有一条窄缝,使激光笔产生的激光束从左侧的小孔射入,从右侧小孔射出。将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中,遮光板没有挡住激光束的传播。若魔术箱内部只由若干平面镜组成,则平面镜的数量至少是 (
B
)

A.2块
B.3块
C.4块
D.5块
答案:9.B
【解析】由激光束从左侧的小孔射入,从右侧小孔射出可知,光线的方向没有发生改变,则至少是3块平面镜的反射,如答图4.2-3所示

。
故选B。
解析:
【分析】
要确定魔术箱内平面镜的最少数量,需结合题目条件:激光从左侧射入、右侧射出且方向不变,插入的遮光板未挡住光线,说明光线需通过平面镜反射改变路径以绕过遮光板,同时保证出射光线与入射光线方向一致。需分析光线的反射路径,确定所需平面镜的数量。
【解析】
根据光的反射定律,平面镜能够改变光的传播方向。激光从左侧小孔射入后,为避开顶部的遮光板,需依次经过三块平面镜的反射:首先,左侧的平面镜将光线反射到底部的平面镜;接着,底部的平面镜将光线反射到右侧的平面镜;最后,右侧的平面镜将光线反射,使光线从右侧小孔射出,且出射光线的方向与入射方向相同。因此,至少需要3块平面镜。
【答案】
B
【知识点】
光的反射定律、平面镜的应用
【点评】
本题以魔术箱为载体,考查光的反射规律在实际生活中的应用,需要学生结合题目条件分析光线的传播路径,难度适中,能较好地考查学生的逻辑分析能力。
【难度系数】
0.5
10. 角反射器具有非常优良的回光特性:
入射光线经多块平面镜反射后,出射光线总是与入射光线平行。小明进行了如下探究。
(1)如图 4.2-12 所示,使 2 块平面镜垂直放置,安装成角反射器。将一束光与平面镜 M 成 $60°$ 角入射,最后经平面镜 N 反射出去,此时,平面镜 N 上的反射角是
,生活中的自行车尾灯就用到了这一原理。
(2)如图 4.2-12 所示,在实验过程中,如果保持入射光线的方向不变,将该角反射器绕 O 点顺时针方向转动 $20°$,那么经过该角反射器两次反射的出射光线将转过
度角。
(3)老师告诉小明,如果用 3 块平面镜进行组装,可使角反射器具有更强大的功能:在空间一定范围内的入射光线(无论入射方向如何)经平面镜反射后,出射光线总是与入射光线平行。为了达到要求,3块平面镜应该这样组装:
。

图 4.2-12
答案:10.(1) 60°
(2) 0
(3) 使3块平面镜相互垂直放置,组装成角反射器
解析:
【分析】
本题围绕角反射器的反射原理展开,需结合光的反射定律分析两次反射的角度关系,利用角反射器的特性判断转动后的光线变化,再结合空间反射的要求确定三块平面镜的组装方式。
【解析】
(1)两块平面镜M、N垂直放置,入射光线与M成60°角入射,根据光的反射定律,入射角为90°-60°=30°,则第一次反射光线与M的夹角为60°。由于M、N垂直,第一次反射光线与N的夹角为90°-60°=30°,因此在平面镜N上的入射角为90°-30°=60°,由反射定律知反射角等于入射角,故N上的反射角为60°。
(2)角反射器的特性是:入射光线经两块垂直平面镜反射后,出射光线始终与入射光线平行。当角反射器绕O点顺时针转动20°时,入射光线方向不变,出射光线仍与入射光线平行,因此出射光线转过的角度为0°。
(3)空间角反射器要求一定范围内的入射光线经反射后出射光线与入射光线平行,因此三块平面镜应相互垂直放置,类似墙角的三个相邻垂直面,组装成空间角反射器。
【答案】
(1) 60°;(2) 0;(3) 使3块平面镜相互垂直放置,组装成角反射器
【知识点】
光的反射定律;角反射器原理
【点评】
本题考查光的反射定律在角反射器中的应用,需理解垂直平面镜组成的角反射器的回光特性,空间角反射器的组装方式,难度适中,学生需掌握反射定律的应用和角反射器的基本原理。
【难度系数】
0.5