Question

6．有一光電控制液面高度和速度測(cè)量屏儀器，是通過激光在液面上的反射光線打到光電屏上來顯示液面高度和下降或上升的速度．如圖所示光路圖，已知以下說法正確的是（　�。�

• A． 液面下降S點(diǎn)向左移動(dòng)
• B． 液面上升S點(diǎn)向左移動(dòng)
• C． 此儀器利用了光的反射定律
• D． 如果液面下降的速度為1m/s，則S點(diǎn)移動(dòng)速度為4m/s

Answer 1

分析 （1）光的反射定律：反射光線、入射光線、法線在同一個(gè)平面內(nèi)，反射光線與入射光線分居法線兩側(cè)，反射角等于入射角；
（2）根據(jù)液面上升或下降，判斷出反射點(diǎn)和反射光線的變化，從而根據(jù)幾何知識(shí)判斷液面下降的速度和S點(diǎn)移動(dòng)速度的關(guān)系．

解答 解：（1）由于入射光線是固定的，且光在水面上發(fā)生的是鏡面反射，當(dāng)水面發(fā)生變化時(shí)，故反射光線的方向與原來的反射光線是平行的，如下圖所示：

由圖可見，當(dāng)反射到光電屏接收平面上的光點(diǎn)從S₁點(diǎn)移向S₂點(diǎn)，表明被監(jiān)視的液面從AB下降到CD的．
即當(dāng)液面下降S點(diǎn)向右移動(dòng)，液面上升S點(diǎn)向左移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；BC正確；
（2）由圖可知，EFS₁S₂為平行四邊形，則EF=S₁S₂，則HG為下降高度，△EFG為等腰三角形，EG為△EFG的高，則EF=2GH，
因此如果液面下降的速度為1m/s，則S點(diǎn)移動(dòng)速度為2m/s，故D錯(cuò)誤．

故選BC．

點(diǎn)評(píng) 本題中的液面上升或下降，法線和入射光線不變，所以入射角不會(huì)變化，反射角也不會(huì)變化，從而導(dǎo)致反射光線只是平行移動(dòng)，光電轉(zhuǎn)換接收器的光點(diǎn)隨反射點(diǎn)的移動(dòng)而移動(dòng)．