如图所示，底面积为1m2的圆柱形容器中装满了水，一光线沿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S，水流出，水位下降，光点在光屏上移动，当光点移了2
物理答案 2023-04-27
问题描述：
如图所示，底面积为1m2的圆柱形容器中装满了水，一光线沿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S，水流出，水位下降，光点在光屏上移动，当光点移了20cm时，求容器中的水已流出质量？
最佳答案：
（1）入射光线AO射到水面，水面将光线反射到Q点．反射光OQ和入射光AO满足反射定律，入射角为45°，反射角也为45°．
当水面下降时，入射光线AO保持不变，入射点将随着水面下降而移到O′，如图乙，由于入射光AO没变，入射角也没变，故反射角也不变，仍为45°，则在O′点反射的光线O′Q′∥OQ右移，如图乙．
（2）根据几何关系，QQ′∥OP，OQ∥O′Q′，所以OP=QQ′=20cm．
因为入射角为45°，所以△OO′P是等腰直角三角形，所以O′M=
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所以当光斑在EF上向右移动20cm时，水面将下降10cm．
则容器中流出的水的质量：m=ρ水V水=1.0×103kg/m3×1m2×0.1m=100kg．
答：容器中流出的水的质量为100kg．
2023-04-27
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