如圖所示,折射率為n=
2
的液面上有一點光源S,發(fā)出一條光線,垂直地射到水平放置于液體中且距液面高度為h的平面鏡M的O點上,當(dāng)平面鏡繞垂直于紙面的軸O以角速度ω逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動時,液面上的觀察者跟蹤觀察,發(fā)現(xiàn)液面上有一光斑掠過,且光斑到P點后立即消失,求:
(1)光斑在AP過程中的平均速度.
(2)光斑在P點即將消失時的瞬時速度.
根據(jù)折射定律:
sinθ
sin90°
=
1
n
=
1
2

所以有:sinθ=
2
2

解得:θ=45°
(1)因為θ=45°,則有:PA=OA=h,則鏡面轉(zhuǎn)過的角度為
π
8
,需要的時間為:t=
π
8
ω
=
π

則鏡面轉(zhuǎn)動的平均速度為:
.
v
=
h
π
=
8ωh
π

(2)光斑轉(zhuǎn)到P位置的速度是由光線的伸長速度和光線的繞O轉(zhuǎn)動的線速度合成的,
光斑在P位置的線速度為2
2
h,
所以光斑沿液面向左的速度為:v=
v
cos45°
=4ωh
答:(1)光斑在AP過程中的平均速度為
8ωh
π

(2)光斑在P點即將消失時的瞬時速度為4ωh.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(8分)如圖所示,一不透明的圓柱形容器內(nèi)裝滿折射率n=的透明液體,容器底部正中央O點處有一點光源S,平面鏡MN與底面成450角放置,若容器高為2 dm,底邊半徑為(1+)dm,OM=1 dm,在容器中央正上方1 dm 處水平放置一足夠長的刻度尺,

求光源S發(fā)出的光線經(jīng)平面鏡反射后,照射到刻度尺的長度.(不考慮容器側(cè)壁和液面的反射)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

圖中M是豎直放置的平面鏡,鏡離地面的距離可以調(diào)節(jié).甲、乙二人站在鏡前,乙離鏡的距離為甲離鏡的距離的2倍,如圖15-10 所示.二人略錯開,以便甲能看到乙的像.以l表示鏡的長度,h表示乙的身高,為使甲能看到鏡中全身像,l的最小值為(    )

圖15-10
A.B.C.D.h

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖13-8-1所示,激光液面控制儀的原理是:固定一束激光AO以入射角i照射液面,反射光OB射到水平光屏上,屏上用光電管將光訊號變成電訊號,電訊號輸入控制系統(tǒng)用以控制液面高度.如果發(fā)現(xiàn)光點在屏上向右移動了s的距離射到B′點,由此可知液面降低了___________________.

圖13-8-1

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

發(fā)出白光的細(xì)線光源ab,長度為l0,豎直放置,上端a恰好在水面以下,如圖所示.現(xiàn)考慮線光源ab發(fā)出的靠近水面法線(圖中的虛線)的細(xì)光束經(jīng)水面折射后所成的像,由于水對光有色散作用,若以l1表示紅光成的像的長度,l2表示藍(lán)光成的像的長度,則(   )
A.l1<l2<l0B.l1>l2>l0
C.l2>l1>l0D.l2<l1<l0

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

關(guān)于光線的概念,下列正確的理解是(  )
A.光線是從光源直接發(fā)出的,是客觀存在的
B.光線的作用類似于電場線,但前者是具體的,后者是抽象的
C.光線是用來表示光束傳播方向的有向直線
D.光束是真實存在的,光線是人為畫上的

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示, 真空中有一下表面鍍有反射膜的平行玻璃磚,其折射率n=。一束單色光與界面成θ=45°角斜射到玻璃磚上表面上,最后在玻璃磚的右側(cè)面豎直光屏上出現(xiàn)了兩個光點A和B,A和B相距h=2.0 cm.已知光在真空中的傳播速度c=3.0×108 m/s,試求:

①該單色光在玻璃磚中的傳播速度.
②玻璃磚的厚度d.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(10分)如圖所示,直角玻璃三棱鏡置于空氣中,已知∠A=60°,∠C=90°;一束極細(xì)的光于AC邊的中點垂直AC面入射,AC=2a,棱鏡的折射率為n=,求:

①光在棱鏡內(nèi)經(jīng)一次全反射后第一次射入空氣時的折射角;
②光從進入棱鏡到第一次射入空氣時所經(jīng)歷的時間(設(shè)光在真空中傳播速度為c)。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一束雙色光從空氣射入水面,進入水中分成兩束,它們與水面的夾角分別是,則兩色光在水中傳播速度之比為( )
A.B.C.D.

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同步練習(xí)冊答案