• 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

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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
      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
      L2+
      4
      9
      H2

      sini=
      L
      2
      L2
      4
      +
      4
      9
      H2

      由折射定律得:n=
      sinr
      sini
      =
      9L2+16H2
      9L2+4H2

      (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=x2,由△BEC∽△BOI得:
      x1
      L
      =
      1
      2
      H
      2
      3
      H

      由△FEC∽△COI得:
      x2
      L
      2
      =
      1
      2
      H
      2
      3
      H

      而DB=x
      1-x2
      联立解得,BD=
      3
      8
      L ⑥
      (3)如图3所示.设BJ=x
      3,SJ=x4,液体的高度为h.点光源S沿桶底移动的速度大小为v2

      由△BGJ∽△BOI得:
      x3
      L
      =
      h
      2
      3
      H
      ,得:x3=
      3hL
      2H

      由△SGJ∽△COI得:
      x4
      L
      2
      =
      h
      2
      3
      H
      ,得:x4=
      3hL
      4H

      则△x=BS=x
      3-x4=
      3hL
      4H

      △x
      △t
      =
      3hL
      4H
      △t
      =
      3L
      4H
      ?
      h
      △t

      h
      △t
      =v1
      ∴v
      2=
      △x
      △t
      =
      3L
      4H
      v1
      答:(1)该种液体的折射率为
      9L2+16H2
      9L2+4H2

      (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
      v1
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