如圖所示,巡查員站立于一空的貯液池邊,檢查池角處出液口的安全情況.已知池寬為L,照明燈到池底的距離為H.若保持照明光束方向不變,向貯液池中注入某種液體,當(dāng)液面高為
2
3
H
時,池底的光斑距離出液口
L
4

(1)試求當(dāng)液面高為
H
2
時,池底的光斑到出液口的距離X,
(2)控制出液口緩慢排出液體,使液體以Vh的速率勻速下降,求池底光斑移動的速率Vx
分析:(1)當(dāng)光從空氣射向水中時,根據(jù)幾何關(guān)系從而確定入射角的正弦值與折射角的正弦值,從而由光的折射定律可算出水的折射率.當(dāng)液面高度改變時,即入射點發(fā)生變化,但入射角與折射角均沒有變化,所以通過幾何關(guān)系可以確定池底的光斑到出液口的距離.
(2)液面勻速下降時,光斑也在勻速向左運動.所以由位移與速度的比值相等可列式,從而求出光斑的運動速度.
解答:解:(1)由幾何關(guān)系知:
x+l
h
=
L
H

由折射定律得:
L
L2+H2
═n?
l
l2+h2

代入h=
H
2
,l=
l
4
得:n=
L2+4H2
L2+H2

由于x=
L
2H
h
解得:x=
L
3

(2)液面勻速下降,光斑也勻速向左運動.
則有
L
4
vx
=
H
2
vH
,
整理得 vx=
L
2H
vh
答:(1)當(dāng)液面高為
H
2
時,池底的光斑到出液口的距離X為
L
3
;(2)池底光斑移動的速率Vx
L
2H
Vh
點評:雖然液面高度變化,但由于入射角沒變,則折射角也不變.于是可以根據(jù)幾何關(guān)系來構(gòu)建長度關(guān)系,從而求出所求結(jié)果.當(dāng)液面高度勻速變化時,光斑也勻速變化,因此利用同時性,來列出等式,從而確定光斑運動的速度.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,巡查員站立于一空的貯液池邊,檢查池角處出液口的安全情況.已知池寬為L,照明燈到池底的距離為H.若保持照明光束方向不變,向貯液池中注入某種液體,當(dāng)液面高為
H
2
時,池底的光斑距離出液口
L
4
.試求當(dāng)液面高為
2H
3
時,池底的光斑到出液口的距離x.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,巡查員站立于一空的貯液池邊,檢查池角處出液口的安全情況.已知池寬為L,照明燈到池底的距離為H.若保持照明光束方向不變,向貯液池中注入某種液體,當(dāng)液面高為
2H
3
時,池底的光斑距離出液口
L
4
.試求當(dāng)液面高為
H
2
時,池底的光斑到出液口的距離X.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2007?江蘇)如圖所示,巡查員站立于一空的貯液池邊,檢查池角處出液口的安全情況.已知池寬為L,照明燈到池底的距離為H.若保持照明光束方向不變,向貯液池中注入某種液體,當(dāng)液面高為
H
2
時,池底的光斑距離出液口
L
4

(1)試求當(dāng)液面高為
2
3
H
時,池底的光斑到出液口的距離x.
(2)控制出液口緩慢地排出液體,使液面以v0的速率勻速下降,試求池底的光斑移動的速率vx

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科目:高中物理 來源: 題型:

(07年江蘇卷)(14分)如圖所示,巡查員站立于一空的貯液池邊,檢查池角處出液口的安全情況。已知池寬為L,照明燈到池底的距離為H。若保持照明光束方向不變,向貯液池中注入某種液體,當(dāng)液面高為H/2時,池底的光斑距離出液口L/4。

(1)試求當(dāng)液面高為2H/3時,池底的光斑到出液口的距離x。

(2)控制出液口緩慢地排出液體,使液面以的速率勻速下降,試求池底的光斑移動的速率v x。

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