题目内容

11.在完全透明的水下某处,放一点光源,在水面上可见到一个圆形透光平面,如果圆形透光平面的面积匀速增大,则该点光源正在(  )
A.加速上升B.匀速下沉C.匀速上升D.减速下沉

分析 光由水中传播到水面时,透光面边缘的光刚好发生了全反射.当此透光水面的直径变大时,根据几何知识分析光源正在上浮还是正在下沉.

解答 解:光由水中传播到水面时,透光面边缘的光刚好发生了全反射.当此透光水面的直径变大时,由于发生全反射时入射角等于临界角C,大小不变,故对应的入射光线的方向与原来的入射光线平行,如图,根据相似三角形知光源S到水面的距离增大.
设临界角为C,设透光圆面的半径匀速速度大小为v1,光源下沉的速度为v2
根据数学知识知:v1t=v2t•tanC,
得:v1=v2tanC
如果圆形透光平面的面积匀速增大,根据S=πr2均匀增大,r减速增大,即v1减小,则知v2也减小,所以光源将减速下沉.
故选:D.

点评 本题考查对全反射现象的理解和应用能力,运用作图法分析光源的运动情况.

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