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一个储液桶的底面直径为L.当桶内没有液体时.从桶外某点A恰能看到桶底边缘处的B点,A的高度为H,A距桶边缘的水平距离为L2.当桶内装满某种液体时,仍沿AB方向看去,恰好可以看到桶底上的点C,CB两点间相距为L2.(1)求该种液体的折射率.(可以用根式表示)(2)当桶内液体的深度为H2时,仍沿AB方向看去,恰好可以看到桶底上的D点,求DB间的距离.(3)若液体的液面逐渐下降,人沿AB方向观察桶底.始终恰好可以看到处于桶底的点光源S,设液面下降的速度为v1.则点光源S沿桶底移动的速度大小如何?试题及答案-解答题-云返教育
试题详情
一个储液桶的底面直径为L.当桶内没有液体时.从桶外某点A恰能看到桶底边缘处的B点,A的高度为H,A距桶边缘的水平距离为
L
2
.当桶内装满某种液体时,仍沿AB方向看去,恰好可以看到桶底上的点C,CB两点间相距为
L
2
.
(1)求该种液体的折射率.(可以用根式表示)
(2)当桶内液体的深度为
H
2
时,仍沿AB方向看去,恰好可以看到桶底上的D点,求DB间的距离.
(3)若液体的液面逐渐下降,人沿AB方向观察桶底.始终恰好可以看到处于桶底的点光源S,设液面下降的速度为v
1
.则点光源S沿桶底移动的速度大小如何?
试题解答
见解析
解:(1)作出光路图1所示,由几何关系得:
sinr=
L
√
L
2
+
4
9
H
2
①
sini=
L
2
√
L
2
4
+
4
9
H
2
②
由折射定律得:n=
sinr
sini
=
√
9L
2
+16H
2
√
9L
2
+4H
2
③
(2)当桶内液体的深度为
H
2
时,作出光路图2所示.
由于折射角不变,故入射角不变,则EF∥OC.
设BC=x
1
,DC=x
2
,由△BEC∽△BOI得:
x
1
L
=
1
2
H
2
3
H
④
由△FEC∽△COI得:
x
2
L
2
=
1
2
H
2
3
H
⑤
而DB=x
1
-x
2
,
联立解得,BD=
3
8
L ⑥
(3)如图3所示.设BJ=x
3
,SJ=x
4
,液体的高度为h.点光源S沿桶底移动的速度大小为v
2
.
由△BGJ∽△BOI得:
x
3
L
=
h
2
3
H
,得:x
3
=
3hL
2H
⑦
由△SGJ∽△COI得:
x
4
L
2
=
h
2
3
H
,得:x
4
=
3hL
4H
⑧
则△x=BS=x
3
-x
4
=
3hL
4H
△x
△t
=
3hL
4H
△t
=
3L
4H
?
h
△t
⑨
∵
h
△t
=v
1
∴v
2
=
△x
△t
=
3L
4H
v
1
⑩
答:(1)该种液体的折射率为
√
9L
2
+16H
2
√
9L
2
+4H
2
.
(2)DB间的距离为
3
8
L.
(3)点光源S沿桶底移动的速度大小为
3L
4H
v
1
.
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选修2-3
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解答题
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物理
光的折射定律
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