Question

（1）一條光線照射到水面發生反射和折射，這條光線經水面折射后的光線如圖1所示．請在圖中畫出它的入射光線和反射光線的大致方向．
（2）在圖2中畫出力F₁的力臂和力臂l₂對應的力F₂．
（3）用滑輪組拉出陷人泥中的汽車，在圖3中畫出最省力的繩子繞法．
（4）小雨的房間里，天花板吊燈由3個燈泡組成，學習桌上安裝了一個學習臺燈，床頭安裝了一個可調亮度的床頭燈．現在，給你一個電源、3個開關、5個燈泡、一個滑動變阻器和若干導線，請設計一個可以實現小雨房間照明情況的電路，將電路圖畫在圖4方框內．

Answer 1

分析：（1）反射定律：反射光線、入射光線、法線在同一個平面內，反射光線與入射光線分居法線兩側，反射角等于入射角；
折射定律：折射光線、入射光線、法線在同一個平面內，折射光線、入射光線分居法線兩側，當光由空氣斜射進入水中或其它透明介質中時，折射光線向靠近法線方向偏折，折射角小于入射角；當光由水中或其它透明介質斜射進入空氣中時，折射光線向遠離法線方向偏折，折射角大于入射角．
（2）已知動力F₁，根據力臂的畫法，先確定支點，再過支點作動力作用線的垂線段，即可畫出動力臂；
已知阻力臂l₂，根據力臂的畫法，畫出阻力的作用線，根據F₁的方向和支點位置，確定F₂的方向；
（3）要解決此題，需要知道滑輪組的繞線方法．可以從定滑輪或動滑輪繞起．要知道從動滑輪繞起比從定滑輪繞起多中間一根繞線承擔物重，更省力．
（4）5個燈泡中，都能獨立地工作，互不影響，說明是并聯的，天花板吊燈3個燈泡由一個開關控制即可；學習臺燈、床頭燈并各用一個開關控制，因床頭安裝可調亮度的床頭燈，說明滑動變阻器應與床頭燈串聯；注意開關分別與所控制的燈泡串聯．

解答：解：（1）光由空氣斜射進入液體中時，折射光線向靠近法線方向偏折，根據折射角小于入射角畫出入射光線．
由光的反射定律的內容，首先過入射點畫出法線，法線與界面垂直（虛線），根據反射角等于入射角畫出反射光線；
如圖所示．

（2）過支點做力F₁作用線的垂線段，再標出垂直符號和力臂符號l₁；已知力臂l₂，它與力F₂的作用線垂直，方向斜向下，如圖所示：

（3）只有一個動滑輪，要求最省力，繩子先系在動滑輪的固定掛鉤上，然后繞過左邊的定滑輪，再繞過動滑輪，如圖所示．

（4）根據題目要求5個燈泡并聯，一個開關在3個天花板吊燈并聯后的干路上，另兩個燈泡分別由一個開關控制，在各自的支路上，滑動變阻器應與床頭燈串聯，
如圖：

點評：本題考查光的反射、折射、力臂、滑輪組的繞線、電路圖等，考查的知識點很多，主要考查學生對所學物理知識的綜合應用能力．