题文

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。请问： （1）水流出时光点将如何移动？ （2）当光点移了20cm时，容器中的水已流出多少kg?

题型：计算题  难度：中档

答案

（1）光点将向右移动 （2）100kg

据专家权威分析，试题“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，..”主要考查你对  光的反射规律及其应用，密度公式的应用  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

光的反射规律及其应用密度公式的应用

考点名称：光的反射规律及其应用

• 反射定律：
  入射光线、反射光线和法线在同一平面内，反射光线与入射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角（∠i=∠r）。
  
  光的反射定律描述了“三线”“两角” 的关系，可简记为：“三线共面，法线居中(三线位置关系)，两角相等(两角量值关系)”。
  特殊情况垂直入射时，入射角反射角都是零度，法线、入射光线、反射光线合为一线。
  

• 对于光的反射定律，应掌握以下五点：
  1、根据光的反射定律可知，任何一条反射光线都对应一条入射光线。
  
  2、定律的叙述有一定逻辑因果关系：先有入射，后有反射。表达时不能把“反射角等于入射角”说成 “入射角等于反射角”，因为反射角等于入射角的意思是“反射角随着入射角的变化而变化”，若倒过来说意思就反了，不符合逻辑因果关系。
  
  3、两角量值关系的变化是相对应的。即反射角随着入射角的变化而变化，入射角增大时反射角也增大，入射角减小时反射角也减小，入射角变为0^。，反射角也变为0^。，此时，入射光线、反射光线、法线重合，“三线合一”。
  
  4、法线起“准则”的作用，是过入射点始终与反射面垂直的直线。当反射面转动一定角度时，法线仍与反射面垂直，也随之转过相同的角度。法线不仅过入射点与反射面垂直，而且还是入射光线与反射光线夹角的平分线。
  
  5、在描述光的反射定律的光路图中，有两个重要的角度关系，即反射角等于入射角，r=i；入射角与入射光线和反射面的夹角互余，i+α=90^。。
  

• 自行车尾灯的设计：
     利用直角平面镜的反射规律，制成了自行车的反光灯，如图所示。夜晚，汽车灯发出的光射到自行车的反光灯上时，经自行车上互成直角的两个反射面的反射，反射光将以平行于入射光的方向反向射入司机眼睛，使司机容易发现骑自行车的人，有利于夜间行车安全。
  
  例  自行车是一种便捷的交通丁具，它包含了许多物理知识。例如，自行车尾灯就包含了光学知识。它本身不发光，但在夜晚，当有汽车灯光照射到尾灯上时，就会发生反射，以引起司机注意。尾灯的结构如图所示，请在图中画出反射光线，并说明反射光线有什么特点。
  
  解析：利用光的反射定律作用，当两个反射面垂直时，一条光线经两个表面反射后光线平行于入射光线且方向相反
  答案：如图所示
  
  入射光线平行射入，反射光线平行射出。反射光线与入射光线方向相反。(答出一条即给分)

考点名称：密度公式的应用

• 密度公式的应用：
  （1）利用m=ρV求质量；利用V=m/ρ求体积
  
  （2）对于密度公式，还要从以下四个方面理解
  ①同种物质，在一定状态下密度是定值，它不随质量大小或体积大小的改变而改变。当其质量（或体积）增大几倍时，其体积（或质量）也随着增大几倍，而比值是不变的。因此，不能认为物质的密度与质量成正比，与体积成反比；
  ②具有同种物质的物体，在同一状态下，体积大的质量也大，物体的体积跟它的质量成正比；
  ③具有不同物质的物体，在体积相同的情况下，密度大的质量也大，物体的质量跟它的密度成正比；
  
  ④具有不同物质的物体，在质量相同的条件下，密度大的体积反而小，物体的体积跟它的密度成反比。

• 密度公式的应用：
  1. 有关密度的图像问题
  此问题一般是给出质量一体积图像，判断或比较物质密度。解答时可在横坐标(或纵坐标)任选一数值，然后在纵坐标(或横坐标)上找到对应的数值，进行分析比较。
   例1如图所示，是甲、乙两种物质的m一V图像，由图像可知(   )
  A．ρ_甲>ρ_乙
  B．ρ_甲=ρ_乙
  C．ρ_甲<ρ_乙
  D．无法确定甲、乙密度的大小
  
  解析:要从图像直接看出甲、乙两种物质的密度大小目前还做不到，我们要先借助图像，根据公式ρ =总结规律后方可。
  如图所示，在横轴上任取一点V₀，由V₀作横轴的垂线V₀B，分别交甲、乙两图线于A、B两点，再分别从A、B两点作纵轴垂线，分别交纵轴于m_甲、m_乙两点。则甲、乙两种物质的密度分别为，ρ_乙= ，因为m_甲<m_乙，所以ρ甲<ρ乙，故C正确。
  
  2. 密度公式ρ =及变形、m=ρV的应用：