【分析】
要解决本题,需分阶段梳理光线的传播过程:首先明确光线从空气进入液体时的入射角与折射角,再通过光的反射定律确定平面镜反射后光线的角度,最后利用光的折射定律的光路可逆性,推导光线从液体回到空气时的折射角,核心是理清各阶段光线与法线的夹角关系。
【解析】
1. 光线从空气斜射入液体时,入射角为45°,折射角为30°,即光从空气进入液体时,入射角$i_1=45°$,折射角$r_1=30°$。
2. 光线射到液体底部的水平平面镜上时,平面镜的法线为垂直于平面镜的竖直方向,此时入射光线在液体中与该法线的夹角为30°(即入射到平面镜的入射角为30°)。根据光的反射定律,反射角等于入射角,因此反射光线与法线的夹角也为30°,即反射光线在液体中与竖直法线的夹角为30°,方向向上。
3. 反射光线从液体斜射入空气时,入射光线在液体中与液面法线(竖直方向)的夹角为30°,即光从液体射向空气时的入射角为30°。根据光的折射定律,光路是可逆的:光从空气斜射入液体时,入射角为45°、折射角为30°;因此光从液体斜射入空气时,入射角为30°,对应的折射角等于光从空气射入液体时的入射角,即45°。
【答案】
B
【知识点】
光的反射定律;光的折射定律;光路可逆性
【点评】
本题综合考查光的反射与折射规律,关键是理清光线的传播路径,利用反射定律确定反射光线的角度,再借助光路可逆性快速推导最终折射角,属于中等难度的光学综合题。
【难度系数】
0.5