【分析】
本题分为两小问,第(1)问需依据光的反射定律完成两次反射光线的绘制,第(2)问需结合几何关系证明最终反射光线与最初入射光线平行。解题思路:①第(1)问中,先确定竖直平面镜的入射点,过该点作垂直镜面的法线,按“反射角等于入射角”画第一次反射光线;该光线作为水平平面镜的入射光线,同理画出第二次反射光线。②第(2)问中,利用反射定律和两平面镜垂直的几何特征,推导角度关系,结合平行线判定定理完成证明。
【解析】
(1) 作图步骤:
① 过竖直平面镜上的入射点作垂直于竖直镜面的法线(虚线),根据反射角等于入射角,画出第一次反射光线;
② 该反射光线入射到水平平面镜上,过水平平面镜的入射点作垂直于水平镜面的法线(虚线),再根据反射角等于入射角,画出第二次反射光线,即为最终反射光线,结果如图答2-5-2所示。
(2) 证明过程:
设最初入射光线为AO,第一次反射光线为OB,第二次反射光线为BC,两垂直平面镜为MM'(竖直)和NN'(水平)。
根据光的反射定律:竖直平面镜处,入射角∠AOM = 反射角∠BOM';水平平面镜处,入射角∠OBN = 反射角∠CBN'。
因MM'⊥NN',故两法线OM'⊥ON,即∠BOM' + ∠OBN = 90°。
则∠AOB = 180° - 2∠BOM',∠OBC = 180° - 2∠OBN,因此∠AOB + ∠OBC = 360° - 2(∠BOM' + ∠OBN) = 360° - 180° = 180°。
根据“同旁内角互补,两直线平行”,可得最终反射光线BC与最初入射光线AO平行。
【答案】
(1) 见图答2-5-2

;(2) 最终的反射光线与最初的入射光线平行。
【知识点】
光的反射定律、平行线的判定
【点评】
本题结合光学反射规律与几何知识,考查基础应用和推理能力,是光学典型题型,需准确绘制法线并推导角度关系。
【难度系数】
0.5