Question

18．如圖所示為水位測量儀的示意圖，A點與光屏PQ在同一水平面上，從A點發出的一束與水平面成45°角，方向不變的激光，經水面反射后，在光屏上的B點處形成一個光斑，光斑的位置隨水的位置變化而發生變化．
（1）請畫出B點光斑形成的光路圖．
（2）A點與光屏所成的像是虛像（填“實像”或“虛像”）；
（3）若水深1m，A點與水面相距3m，則A與它在水中的像A，之間的距離為6m．
（4）若光斑B向左移動了0.8m，說明水位上升 （填“上升”或“下降”）了0.4 m．

Answer 1

分析 （1）A為點光源，B為反射光線上的一點，本題的關鍵是入射點（或反射點）的確定；根據反射光線反向延長通過像點和像點與發光點關于平面鏡對稱，作出反射光線．
（2）（3）（4）平面鏡成像的實質是光的反射，平面鏡成像的特點是：像物等距、像物等大、虛像．

解答 解：（1）先通過水面作出發光點A的對稱點A′，連接A′B交平面鏡于點O，AO為入射光線，OB為反射光線，如下圖所示：

（2）平面鏡成像的特點是：像物等距、像物等大、虛像，故A點與光屏在水中所成的像是虛像；
（3）根據平面鏡成像中的像物等距可知，A點與水面相距3m，則A與它在水中的像A′之間的距離為3m+3m=6m；
（4）若光斑B向左移動了0.8m，移動到E點，如下圖所示：

BE=OF=0.8m，因為從A點發出的一束與水平面成45°角，所以CG=$\frac{1}{2}$OF=$\frac{1}{2}$×0.8m=0.4m，
則說明水位上升了0.4m．
故答案為：（1）見解答圖；（2）虛像；（3）6；（4）上升；0.4．

點評 考查了對平面鏡成像原理、特點的了解，關鍵能夠根據光的反射定律做出光路圖，利用幾何知識進行分析解答，屬基礎知識的考查．