解:(1)經(jīng)過反射點做出法線,因為反射光線與鏡面的夾角是30°,所以反射角為90°-30°=60°,入射角也是60°,根據(jù)反射角與入射角相等做出入射光線,如下圖所示:
(2)根據(jù)平面鏡成像特點,分別作出A、B、C三點的對稱點,然后用虛線連接三個點就得到物體的像,如下圖所示:
(3)先將兩條反射光線反向延長交于一點,即為發(fā)光點的像點S′;再作出像點S′關(guān)于平面鏡的對稱點,就是發(fā)光點S的位置;從發(fā)光點S到反射點畫出兩條入射光線,如圖所示:
(4)因入射光線與水平面成40°角,而反射光線又豎直方向射入水中,所以入射光線與反射光線的夾角為90°+40°=130°,
∴入射角等于反射角等于
=65°.
如圖所示,OB為反射光線,而MN為平面鏡所在的位置.
因平面鏡與法線是垂直的,則入射光線與平面鏡的夾角為90°-65°=25°,
所以平面鏡與水平面的夾角為40°+25°=65°.
分析:(1)光的反射定律:入射光線、反射光線、法線在同一平面內(nèi),入射光線和反射光線分居在法線兩側(cè),反射角等于入射角;
(2)平面鏡成像的特點是:虛像、物像等大、物像等距、物像連線與鏡面垂直;
(3)先根據(jù)反射光線反向延長交出像點,作出點光源的像點S′,再根據(jù)平面鏡成像的特點:像與物關(guān)于平面鏡對稱作出發(fā)光點S,并完成光路圖;
(4)已知入射光線與反射光線的位置,根據(jù)光的反射定律,反射光線、入射光線分居法線兩側(cè),反射角等于入射角,可以確定法線的位置,從而確定出平面鏡的位置.
點評:(1)此題主要考查了反射光路的畫法,關(guān)鍵是掌握光的反射定律的內(nèi)容,特別是反射角與入射角之間的關(guān)系,注意法線要畫成虛線.
(2)利用平面鏡成像作圖時,實際上就是作對稱圖,注意垂直符號和虛線;
(3)做鏡面時,關(guān)鍵是作出法線,法線與鏡面垂直.