如图所示,底面积为1m2的圆柱形容器装满水,一光束沿AO射向水面,方向保持不变,反射光线在水平光屏EF上形成光点Q.打开水阀K,水流出,水位下降,光点在光屏上移动,当

发布时间:2020-08-07 19:42:07

如图所示,底面积为1m2的圆柱形容器装满水,一光束沿AO射向水面,方向保持不变,反射光线在水平光屏EF上形成光点Q.打开水阀K,水流出,水位下降,光点在光屏上移动,当光点移了20cm时,容器中的水已流出________kg.

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解析分析:根据光的反射定律及几何知识可得出,当光斑在EF上向右移动20cm时,水面将下降h=10cm.容器种流出的水的质量m=ρ水V水=ρ水sh.然后即可求解.

解答:(1)入射光线AO射到水面,水面将光线反射到Q点.反射光OQ和入射光AO满足反射定律,入射角为45°,反射角也为45°.
当水面下降时,入射光线AO保持不变,入射点将随着水面下降而移到O′,如图乙,由于入射光AO没变,入射角也没变,故反射角也不变,仍为45°,则在O′点反射的光线O′Q′∥OQ右移,如图乙.

(2)根据几何关系,QQ′∥OP,OQ∥O′Q′,所以OP=QQ′=20cm.
因为入射角为45°,所以△OO′P是等腰直角三角形,所以OM′=OP=10cm,
所以当光斑在EF上向右移动20cm时,水面将下降10cm.
则容器中流出的水的质量:m=ρ水V水=1.0×103kg/m3×1m2×0.1m=100kg.
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