Question

18．有一種液面微變監(jiān)視器，基本結(jié)構(gòu)原理如圖所示：光發(fā)射器始終以一定角度向被監(jiān)視的液面發(fā)射一細(xì)束光；光束經(jīng)液面反射，其反射光被水平放置的平面光電轉(zhuǎn)換器接受；光電轉(zhuǎn)換器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并通過(guò)顯示器顯示出來(lái)，若入射光線與液面夾角為45°且保持不變時(shí)，反射到光電轉(zhuǎn)化器接受平面上的光點(diǎn)從S₁點(diǎn)移向S₂點(diǎn)，S₁和S₂之間的距離為1米，則表明被監(jiān)視的液面（　　）

• A． 上升0.5m
• B． 下降0.5m
• C． 上升1m
• D． 下降1m

Answer 1

分析 光在水面上發(fā)生的是鏡面反射，可以作圖利用光的反射分析．

解答 解：由于入射光線是固定的，且光在水面上發(fā)生的是鏡面反射，當(dāng)水面發(fā)生變化時(shí)，故反射光線的方向與原來(lái)的反射光線是平行的，如圖所示，

反射到光電轉(zhuǎn)換器接收平面上的光點(diǎn)從S₁點(diǎn)移向S₂點(diǎn)，則表明被監(jiān)視的液面是上升的；
根據(jù)平行四邊形的知識(shí)可知O′B=S₁S₂=1米，
由于入射光線與液面的夾角始終為45°，反射角=入射角=45°，則∠O′OB=90°，
則△O′CO為等腰直角三角形，所以O(shè)C=O′C=$\frac{1}{2}$×O′B=$\frac{1}{2}$×1m=0.5m，故被監(jiān)視的液面上升0.5m．
故選A．

點(diǎn)評(píng) 本題中的液面上升或下降，法線和入射光線不變，所以入射角不會(huì)變化，反射角也不會(huì)變化，從而導(dǎo)致反射光線只是平行移動(dòng)，光電轉(zhuǎn)換接收器的光點(diǎn)隨反射點(diǎn)的移動(dòng)而移動(dòng)．