13. 当浙江进入梅雨季时,为了水库安全,小科同学想利用光的反射原理设计一个水位测量仪。$A点和光屏PQ$在同一平面上。

(1)小科用激光笔在$A$点发出一束激光,经水面反射后在光屏$B$点处形成一个光斑。请在图中画出入射光线和反射光线(保留作图痕迹)。
(2)光屏上光斑位置会随水位变化而变化。小科想在光屏上标出相应水位,光斑在$P$点时的水位______(选填“高于”或“低于”)光斑在$Q$点时的水位。
(1)小科用激光笔在$A$点发出一束激光,经水面反射后在光屏$B$点处形成一个光斑。请在图中画出入射光线和反射光线(保留作图痕迹)。
(2)光屏上光斑位置会随水位变化而变化。小科想在光屏上标出相应水位,光斑在$P$点时的水位______(选填“高于”或“低于”)光斑在$Q$点时的水位。
(1)如图所示(按上述步骤作图);(2)高于
答案
(1)如图所示(按上述步骤作图);(2)高于
解析
(1)作图步骤:①确定反射面为水面;②作A点关于水面的对称点A';③连接A'B,A'B与水面交于点O(反射点);④连接AO(入射光线,箭头指向O)和OB(反射光线,箭头指向B)。
(2)当水位上升时,反射面(水面)上移,反射点左移,反射光线向左偏,光斑向P点移动;水位下降时,反射面向下移,反射点右移,反射光线向右偏,光斑向Q点移动。因此光斑在P点时水位高于在Q点时的水位。
(2)当水位上升时,反射面(水面)上移,反射点左移,反射光线向左偏,光斑向P点移动;水位下降时,反射面向下移,反射点右移,反射光线向右偏,光斑向Q点移动。因此光斑在P点时水位高于在Q点时的水位。
14. 小华的妈妈喜欢在家中养花,小华想让室外太阳光照射到盆中花上的$B$处,如图所示。请在图中把光路图补充完整,并过$A$点画出放置的平面镜。

答案
1. 连接 $A$ 点与 $B$ 点,得到反射光线 $AB$;
2. 过 $B$ 点作入射光线的平行线(即反射光线与入射光线关于法线对称所确定的法线方向),过 $A$点作入射光线平行线的垂线(即法线);
3. 过 $A$ 点作与法线垂直的直线,即为平面镜的位置。
(图略,平面镜应放置在使入射角等于反射角的位置,连接$AB$,作$\angle BAx$的角平分线(即法线),过$A$点作法线的垂线,该垂线所在直线即为平面镜的位置 ) 。
2. 过 $B$ 点作入射光线的平行线(即反射光线与入射光线关于法线对称所确定的法线方向),过 $A$点作入射光线平行线的垂线(即法线);
3. 过 $A$ 点作与法线垂直的直线,即为平面镜的位置。
(图略,平面镜应放置在使入射角等于反射角的位置,连接$AB$,作$\angle BAx$的角平分线(即法线),过$A$点作法线的垂线,该垂线所在直线即为平面镜的位置 ) 。
15. [模型建构]有一个点光源$S$,放在平面镜$MN$前,若镜$MN$不动,光源$S以2m/s的速度v沿与镜面成45^{\circ}$角的方向向右做匀速直线运动,如图所示,则光源$S$在镜中的像将(

A.以$4m/s的速度沿直线SO$的方向向右平移
B.以$2m/s的速度沿垂直于SO$的方向向上平移
C.以$2m/s的速度沿垂直于SO$的方向向下平移
D.以$4m/s的速度沿直线SO$的方向向左平移
C
)A.以$4m/s的速度沿直线SO$的方向向右平移
B.以$2m/s的速度沿垂直于SO$的方向向上平移
C.以$2m/s的速度沿垂直于SO$的方向向下平移
D.以$4m/s的速度沿直线SO$的方向向左平移
答案
C
解析
根据平面镜成像特点,像与物关于镜面对称,像的速度是物的速度关于镜面的对称矢量。光源S速度v=2m/s,方向与镜面成45°角向右,可分解为平行于镜面(垂直于SO)和垂直于镜面(沿SO)的分量。平行分量使像沿平行方向运动,垂直分量对称后方向相反但抵消,合速度大小仍为2m/s,方向垂直于SO向下。
16. 在汽车驾驶室内,驾驶员通过左右两侧后视镜观察路况,但有一些区域会看不到(盲区),人或其他车辆应尽量避免进入盲区。如图所示,$S$为驾驶员眼睛位置,$MN$为左侧后视镜左右两边界点,请作出反射光线$NS的入射光线AN$,并用阴影标出$BM$到车左侧(虚线所示)之间的盲区。

答案
作答:
1. 以右侧后视镜(图为左侧后视镜,按题目描述应为左侧)边界点$N$为起点,法线垂直于后视镜表面,利用光反射定律(入射角等于反射角),作反射光线$NS$的入射光线$AN$,使反射光线$NS$对称于法线,即入射光线从$B$(假设$A$应为反射点相关,此处按题意应为作$N$点关于反射的入射光线指向被观察点,根据图意应为作$BM$方向入射到$N$后反射到$S$,所以入射光线为从$B$发出到$N$点)发出经过$N$点反射后沿$NS$方向(已给出),在镜面另一侧画出对称的入射光线$BN$(题目要求作入射光线$AN$,根据图意$A$未明确,理解为从左侧区域$B$点发出,所以入射光线为$BN$)。
2. 用阴影标出从后视镜边界$BM$到车左侧虚线之间的区域为盲区。
(由于无法实际画图,用文字描述图形绘制步骤:从点$B$画一条光线到点$N$,作为入射光线;阴影区域为从$BM$沿后视镜方向到车左侧虚线所围区域 ) 。
1. 以右侧后视镜(图为左侧后视镜,按题目描述应为左侧)边界点$N$为起点,法线垂直于后视镜表面,利用光反射定律(入射角等于反射角),作反射光线$NS$的入射光线$AN$,使反射光线$NS$对称于法线,即入射光线从$B$(假设$A$应为反射点相关,此处按题意应为作$N$点关于反射的入射光线指向被观察点,根据图意应为作$BM$方向入射到$N$后反射到$S$,所以入射光线为从$B$发出到$N$点)发出经过$N$点反射后沿$NS$方向(已给出),在镜面另一侧画出对称的入射光线$BN$(题目要求作入射光线$AN$,根据图意$A$未明确,理解为从左侧区域$B$点发出,所以入射光线为$BN$)。
2. 用阴影标出从后视镜边界$BM$到车左侧虚线之间的区域为盲区。
(由于无法实际画图,用文字描述图形绘制步骤:从点$B$画一条光线到点$N$,作为入射光线;阴影区域为从$BM$沿后视镜方向到车左侧虚线所围区域 ) 。
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