Question

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

Answer 1

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．