Question

（2009年上海竞赛题）如图所示，水池的宽度为L，在水池右侧距离池底高度H处有一激光束，水池内无水时恰好中水池的左下角产生一个光斑。已知L=H。现向水池内注水，水面匀速上升，则光斑（   ）

A．匀速向右移动，且移动速度小于水面上升速度

B．匀速向右移动，且移动速度大于水面上升速度

C．减速向右移动，但速度始终大于水面上升速度

D．加速向右移动，但速度始终小于水面上升速度  

Answer 1

A解析：在水面匀速上升过程中，入射角不变，由折射定律可知折射角r不变。设光斑移动距离x，光斑与法线之间距离y，水面上升高度h，则有tanr=y/h，tani=(y+x)/h，联立解得x=h(tani—tanr)。显然，当水面匀速上升时，光斑匀速向右移动；由于tani<1，tani—tanr<1，所以光斑移动速度小于水面上升速度。