Question

20．
（1）小华同学在观察大雁塔音乐喷泉后设想，如果在喷泉的水底再设置一些彩灯，当五颜六色的光线从水下射出后能将喷泉勾勒出更加绚丽多彩的情景．如图1所示，MM′为空气与水的界面，设水下装有一盏彩灯S，射出一条光线SA，经平面镜反射后沿BO方向射到界面上的O点，再从O点射出水面，请你在图中画出平面镜的准确位置和光线射出后在空气中传播的大致方向．
（2）如图2所示，是自卸车的示意图，车厢部分为可视为杠杆，画出液压杆施加的动力和力臂及物体A所受重力的示意图．
（3）小明在探究“水和煤油的吸热能力”的试验时，利用两个完全相同的电阻丝作为发热体给质量相同的两种液体加热，为了节省时间，他将两根电阻丝并联并连接入电路，用一个开关控制同时通电或断电，请在图3中用画线代替导线，使电路满足要求．

Answer 1

分析 （1）一是已知入射光线和反射光线，作出平面镜的位置，可以根据反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，先作出法线，再作出平面镜的位置．
二是已知入射光线，画出光由水中斜射进入空气中时的折射光线，完成折射的依据是折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角；
（2）画力臂的方法：首先确定支点；然后找到动力和阻力，并用虚线延长动力和阻力的作用线；用虚线做支点到动力作用线和阻力作用线的垂线．
重力的方向总是竖直向下、作用点要画在物体上．
（3）根据实验要求，应将两只电阻丝并列连接，且开关应该串联接在干路中，据此来决定所添加的导线．

解答 解：（1）先作出反射光线和入射光线的角平分线，即为反射时的法线，再过反射点垂直法线作出平面镜；
反射光线与水面交于点O，过O点垂直水面画出折射时的法线，在法线右侧的空气中画出折射光线，注意折射角大于入射角，如图所示：

（2）把空车厢部分可视为杠杆，支点是C点，液压杆施加的力是动力，货物重力是阻力，从C点向动力F的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂L．
重力的方向总是竖直向下的，重心要画在物体上．如图所示：

（3）由题意知，用一根导线将开关与其中一根电阻丝相连，再用一根导线将两根电阻丝的外侧相连，使之组成一个并联电路，如图所示：

点评 （1）在已知入射、反射光线作出平面镜的问题时，注意法线恰好是入射光线、反射光线形成的夹角的角平分线．
小华同学很好的将光学中的反射和折射应用于水下，使光线射出水面时形成更加绚丽多彩的情景，真正将所学知识与日常生活联系在一起，值得借鉴和推广．
（2）解题关键是先根据支点的定义找出杠杆的支点，然后即可画图．
（3）主要考查了是实物电路的连接，首先要掌握最基本的串联和并联电路的接法．