如图所示,折射率为n=2的液面上有一点光源S,发出一条光线,垂直地射到水平放置于液体中且距液面高度为h的平面镜M的O点上,当平面镜绕垂直于纸面的轴O以角速度ω逆
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如图所示,折射率为n=2的液面上有一点光源S,发出一条光线,垂直地射到水平放置于液体中且距液面高度为h的平面镜M的O点上,当平面镜绕垂直于纸面的轴O以角速度ω逆
题型:不详
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如图所示,折射率为n=
2
的液面上有一点光源S,发出一条光线,垂直地射到水平放置于液体中且距液面高度为h的平面镜M的O点上,当平面镜绕垂直于纸面的轴O以角速度ω逆时针方向匀速转动时,液面上的观察者跟踪观察,发现液面上有一光斑掠过,且光斑到P点后立即消失,求:
(1)光斑在AP过程中的平均速度.
(2)光斑在P点即将消失时的瞬时速度.
答案
根据折射定律:
sinθ
sin90°
=
1
n
=
1
2
所以有:sinθ=
2
2
,
解得:θ=45°
(1)因为θ=45°,则有:PA=OA=h,则镜面转过的角度为
π
8
,需要的时间为:t=
π
8
ω
=
π
8ω
,
则镜面转动的平均速度为:
.
v
=
h
π
8ω
=
8ωh
π
.
(2)光斑转到P位置的速度是由光线的伸长速度和光线的绕O转动的线速度合成的,
光斑在P位置的线速度为2
2
h,
所以光斑沿液面向左的速度为:v=
v
线
cos45°
=4ωh
答:(1)光斑在AP过程中的平均速度为
8ωh
π
.
(2)光斑在P点即将消失时的瞬时速度为4ωh.
举一反三
检查视力时人与视力表之间的距离应为5m,现因屋子太小而使用一个平面镜,视力表到镜子的距离为3m,如图所示,那么人到镜中的视力表的距离和人到镜子的距离分别为( )
A.5m,2m
B.6m,2m
C.4.5m,1.5m
D.4m,1m
题型:不详
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光从液面到空气时的临界角C为45°,如图3-16所示,液面上有一点光源S发出一束光垂直入射到水平放置于液体中且到液面的距离为d的平面镜M上,当平面镜M绕垂直过中心O的轴以角速度
做逆时针匀速转动时,观察者发现水面上有一光斑掠过,则观察者们观察到的光斑的光斑在水面上掠过的最大速度为多少?
题型:不详
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如图所示,a、b、c三条光线会聚于S点,若在S点前任意位置放一平面镜,则( )
A.三条反射光线可能交于一点,也可能不交于一点
B.三条反射光线一定不会交于一点
C.三条反射光线一定交于镜前一点
D.三条反射光线的延长线交于镜后一点
题型:不详
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|
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两平面镜M1和M2互相垂直交于棱l,光线a经M1的反射线为c,再经M2的反射光线为b,如图所示.现以棱l为轴,使两平面镜都沿顺时针方向转动α角.光线a的反射光线依次变为c′和b′,则( )
A.c′与c的夹角为α
B.c′与c的夹角为2α
C.b′与b的夹角为2α
D.b′与b不可能平行
题型:不详
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发出白光的细线光源ab,长度为l0,竖直放置,上端a恰好在水面以下,如图所示.现考虑线光源ab发出的靠近水面法线(图中的虚线)的细光束经水面折射后所成的像,由于水对光有色散作用,若以l1表示红光成的像的长度,l2表示蓝光成的像的长度,则( )
A.l1<l2<l0
B.l1>l2>l0
C.l2>l1>l0
D.l2<l1<l0
题型:不详
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