某同学家里的方形玻璃鱼缸内径长80cm,宽40cm,高30cm,水深25cm,鱼缸本身质量为5kg,放在靠窗的水平台面上.(1)如图1所示,有一束与水平面成30°角的

发布时间:2020-07-29 19:40:13

某同学家里的方形玻璃鱼缸内径长80cm,宽40cm,高30cm,水深25cm,鱼缸本身质量为5kg,放在靠窗的水平台面上.
(1)如图1所示,有一束与水平面成30°角的光斜射入鱼缸的水中,发生反射和折射现象,请你画出反射光线并标出反射角度,并大致画出折射光线的路径.
(2)求鱼缸中的水有多重?
(3)求此时台面受到的压强是多大?
(4)如图2是某同学画的在上、下温度一致的湖水中,鱼儿戏水时吐出小气泡的情景.你觉得他画的气泡情况符合实际吗?如果不符合,请根据你所学过的物理知识说出正确的画法(用简单的文字表述,不用画图),并说明这样画的物理学根据.
正确画法:
物理学根据:

网友回答

解:
(1)入射光线与水平面成30°角,所以入射角为60°,根据光的反射定律,反射角等于入射角,即反射角为60°;光从空气斜射入水,折射光线向法线偏折;
(2)鱼缸中水的体积为
V=abh=0.8m×0.4m×0.25m=0.08m3
水的质量为
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.08m3=80kg
水重为
G水=mg=80kg×10N/kg=800N
(3)鱼缸的重力为
G0=m0g=5kg×10N/kg=50N
台面受到的压力为
F=G0+G水=50N+800N=850N
鱼缸与台面的接触面积为
S=ab=0.8m×0.4m=0.32m2
台面受到的压强为
P===2656.25Pa
(4)由液体压强公式P=ρgh知,在水的密度一定时,压强变化决定于水的深度.气泡上升,深度减小,所以受到水的压强减小;在温度一定时,气泡受到的压强减小,体积会增大,所以上升过程中,气泡应该越来越大.
答:
(1)光的反射和折射传播如右上图:
(2)鱼缸中的水重850N;?
(3)此时台面受到的压强是2656.25Pa???
(4)小气泡应该上大下小;液体内部越浅处压强越小.
解析分析:(1)光线从空气斜射到水面时,既发生反射,又发生折射.反射遵循反射定律,折射遵循折射规律.(2)已知鱼缸的长、宽和水深,可以计算出水的体积V;利用公式m=ρV,能够得出水的质量m;最后公式G=mg就可以求出水重.(3)已知鱼缸的质量,可以得到鱼缸重,鱼缸对水平台的压力等于鱼缸和水的总重力;已知鱼缸的长和宽,可以得到底面积;利用公式P=计算台面受到的压强.(4)气泡在水中上升过程中,形状是否变化及如何变化,取决于所受水的压强变化,用公式P=ρgh分析.

点评:入射角、反射角、折射角分别是入射光线、反射光线、折射光线与法线的夹角,而不是三条光线与界面的夹角.
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