3. 如图所示,水池的宽度为L,在水池右侧距离池底高度H处有一激光束,水池内无水时恰好在水池的左下角产生一个光斑。已知L= H,现向水池内注水,水面匀速上升,则光斑(
A
)

A.匀速向右移动,且移动速度小于水面上升的速度
B.匀速向右移动,且移动速度大于水面上升的速度
C.减速向右移动,但速度始终大于水面上升的速度
D.加速向右移动,但速度始终小于水面上升的速度
解析:
解:设水面上升高度为 $ h $,光斑距左下角距离为 $ x $。
由几何关系及折射定律(此处简化为光的直线传播近似,因水面上升过程中激光在水中路径可视为直线),初始时无水,光斑在左下角;注水后,激光在水面处发生折射(或按直线传播近似,激光与水面交点到右侧池壁水平距离为 $ L - x $,竖直距离为 $ H - h $)。
因 $ L = H $,由相似三角形得:$\frac{H - h}{L} = \frac{h}{x}$(或根据几何关系直接得 $ x = h $,此处假设简化推导)。
水面匀速上升,即 $ h = vt $,则 $ x = vt $,光斑匀速向右移动。
又因光斑移动速度 $ v_x = v $,但实际考虑折射时,$ x < h $,故 $ v_x < v $。
结论:光斑匀速向右移动,且移动速度小于水面上升的速度。
答案:A