孫守華
光路動(dòng)態(tài)變化題能靈活考查同學(xué)們應(yīng)用物理知識(shí)的能力,是近幾年中考命題的熱點(diǎn)。本文通過典例剖析,歸納光路動(dòng)態(tài)變化題的解題策略。
一、入射點(diǎn)變化型動(dòng)態(tài)光路
例1(2019·江蘇·無錫)若要使圖1中的反射光線射中墻上的目標(biāo),在激光筆不動(dòng)的情況下,可將平面鏡( )。
A. 水平向左移動(dòng) ? ? B. 水平向右移動(dòng)
C. 豎直向上移動(dòng) ? ? D. 豎直向下移動(dòng)
答案:C
[思路點(diǎn)撥]
無論平面鏡是水平移動(dòng)還是豎直上下移動(dòng),入射光線的方向都不變,因此,入射角大小不變。當(dāng)平面鏡水平移動(dòng)時(shí),入射點(diǎn)的位置不變,則相對(duì)應(yīng)的反射光線的位置不變,則光斑的位置不變;當(dāng)平面鏡豎直上下移動(dòng)時(shí),入射點(diǎn)隨之移動(dòng)。如圖2所示,當(dāng)平面鏡豎直向上移動(dòng)時(shí),入射點(diǎn)也隨之移動(dòng),根據(jù)光的反射定律作出相應(yīng)的反射光線(平行于原反射光線),由圖可知,光斑豎直向上移動(dòng);同理可知,當(dāng)平面鏡豎直向下移動(dòng)時(shí),光斑將豎直向下移動(dòng)。
[素養(yǎng)提升]
入射點(diǎn)變化型動(dòng)態(tài)電路常出現(xiàn)在光的反射和折射現(xiàn)象中,解答此類題可歸納為“三部曲”法:
1. 先明確入射點(diǎn)的移動(dòng)方向;
2. 再畫出入射點(diǎn)變化后的反射光線(或折射光線);
3. 最后判斷光斑的移動(dòng)方向。
[能力強(qiáng)化]
1. 如圖3所示是一種液面升降監(jiān)測(cè)裝置原理圖。點(diǎn)光源S發(fā)出的一束激光射向平靜的液面,激光經(jīng)液面反射后射到液面上方水平標(biāo)尺上S′點(diǎn),下列說法正確的是( )。
A. 液面下降時(shí),S′點(diǎn)往左移
B. 液面上升時(shí),S′點(diǎn)往左移
C. 液面下降時(shí),入射角變大
D. 液面上升時(shí),入射角變大
2. 有一圓柱形敞口容器,從其左側(cè)某一高度斜射一束激光,在容器底部產(chǎn)生一個(gè)光斑O,如圖4所示,下列操作使光斑向左移動(dòng)的是( )。
A. 保持水面高度不變使激光筆向右平移
B. 保持激光射入角度不變使水面上升
C. 保持激光射入角度不變使水面下降
D. 保持水面高度和入射點(diǎn)不變使激光入射角增大
答案:1. B 2. B
二、入射角變化型動(dòng)態(tài)光路
例2 圖5為觀察微小形變的裝置。平面鏡M放置在水平桌面上,光源S發(fā)出一束激光射到鏡面上,經(jīng)反射后在標(biāo)尺上形成光斑P。若在圖示位置用力F向下擠壓桌面,則( )。
A. 激光束的入射角增大反射角減小
B. 激光束的入射角減小反射角增大
C. 標(biāo)尺上的光斑右移
D. 標(biāo)尺上的光斑左移
答案:C
[思路點(diǎn)撥]
光源S發(fā)出一束激光射到鏡面上,當(dāng)用力壓桌面時(shí),平面鏡向中間傾斜(如圖6所示),造成入射角增大。根據(jù)反射角等于入射角可知,反射角增大,即反射光線遠(yuǎn)離法線,標(biāo)尺上的光斑右移。
[素養(yǎng)提升]
入射角變化型動(dòng)態(tài)光路常出現(xiàn)在光的反射現(xiàn)象中,解答此類問題仍為“三部曲”法:
1. 先明確入射角的大小變化;
2. 再畫出入射角變化后的反射光線;
3. 最后判斷光斑的移動(dòng)方向。
[能力強(qiáng)化]
把微小放大以利于觀察,這是物理學(xué)中一種重要的方法。如圖7是一種顯示微小形變的裝置。A為激光筆,B、C是平面鏡,P為臺(tái)面。未放重物時(shí),激光束反射在屏上的光斑為點(diǎn)D,當(dāng)把重物M放在臺(tái)面P上時(shí),臺(tái)面將發(fā)生微小形變,以下說法正確的是( )。
A. 平面鏡B上的入射角變小,光斑向D點(diǎn)的左側(cè)移動(dòng)
B. 平面鏡B上的入射角變小,光斑向D點(diǎn)的右側(cè)移動(dòng)
C. 平面鏡B上的入射角變大,光斑向D點(diǎn)的左側(cè)移動(dòng)
D. 平面鏡B上的入射角變大,光斑向D點(diǎn)的右側(cè)移動(dòng)
答案:D