Question

2．如圖所示為水位測量儀的示意圖，A點(diǎn)與光屏PQ在同一水平面上，從A點(diǎn)發(fā)出的一束與水平面成45°角，方向不變的激光，經(jīng)水面反射后，在光屏上的B點(diǎn)處形成一個(gè)光斑，光斑位置隨水位變化而發(fā)生變化．
（1）根據(jù)平面鏡成像原理作出光斑在B點(diǎn)時(shí)的光路圖，并作出相應(yīng)的折射光線的大致位置．
（2）A點(diǎn)與水面相距3m，水深2m，則A與它在水中的像A′之間的距離為6m；
（3）若光斑B向右移動(dòng)了1m，說明水位下降（選填“上升”或“下降”）了0.5m．

Answer 1

分析 平面鏡成像的實(shí)質(zhì)是光的反射，平面鏡成像的特點(diǎn)是：像物等距、像物等大、虛像．
A為點(diǎn)光源，B為反射光線上的一點(diǎn)，本題的關(guān)鍵是入射點(diǎn)（或反射點(diǎn)）的確定；根據(jù)反射光線反向延長通過像點(diǎn)和像點(diǎn)與發(fā)光點(diǎn)關(guān)于平面鏡對稱，作出反射光線，光由空氣斜射入水中時(shí)，折射光線向法線偏折，折射角小于入射角．

解答 解：（1）先通過水面作出發(fā)光點(diǎn)A的對稱點(diǎn)A′，連接A′B交平面鏡于點(diǎn)O，AO為入射光線，OB為反射光線，光由空氣斜射入水中時(shí)，折射光線向靠近法線方向偏折，折射角小于入射角；則OD為折射光線；如下圖所示：

（2）根據(jù)平面鏡成像中的像物等距可知，A點(diǎn)與水面相距3m，則A與它在水中的像A′之間的距離為3m+3m=6m；
（3）若光斑B向右移動(dòng)了1m，移動(dòng)到E點(diǎn)，如下圖所示：
BE=OF=1m，因?yàn)閺腁點(diǎn)發(fā)出的一束與水平面成45°角，所以CG=$\frac{1}{2}$OF=$\frac{1}{2}$×1m=0.5m，
則說明水位下降了0.5m．

故答案為：（1）虛；（2）6；（3）下降；0.5．

點(diǎn)評 考查了對平面鏡成像原理、特點(diǎn)的了解，屬基礎(chǔ)知識(shí)的考查，