精品解析:青海西宁市大通县朔山中学2025-2026学年度第二学期第三次阶段检测高二物理试题
2026-07-25
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 青海省 |
| 地区(市) | 西宁市 |
| 地区(区县) | 大通回族土族自治县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.38 MB |
| 发布时间 | 2026-07-25 |
| 更新时间 | 2026-07-25 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-25 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58960025.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
大通县朔山中学2025~2026学年度第二学期第三次阶段检测
高二物理
考生注意:
1、本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2、答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3、考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4、本卷命题范围:人教版选择性必修第一册,选择性必修第三册第一章。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 关于简谐运动,下列说法正确的是( )
A. 振子在平衡位置加速度最大 B. 振子在最大位移位置速度最大
C. 振子运动过程中在同一位置速度相同 D. 振子的加速度方向总是与位移方向相反
2. 下列关于分子动理论的说法正确的是( )
A. 当物体温度达到0℃时,物体内的分子将不再运动
B. 分子的热运动是井然有序的
C. 分子间距离增大时,分子力也增大
D. 温度升高时,分子的平均动能增大
3. 下列关于布朗运动和扩散现象的说法正确的是( )
A. 布朗运动的快慢只与固体微粒的大小有关
B. 根据每隔相同时间记录的固体微粒做布朗运动的折线图可知,两点之间的距离越大,固体微粒的平均速度越大
C. 固体分子间距很小,所以固体之间不会发生扩散现象
D. 扩散现象的宏观过程是可逆的
4. 通过对光现象的深入研究可以进一步了解光的本质规律。以下光学现象示意图:图甲为光经过不透明圆板后形成的泊松亮斑;图乙是雨后彩虹原理示意图;图丙为光通过劈尖后形成的干涉条纹;图丁为用偏振眼镜观看立体电影示意图。下列说法正确的是( )
A. 图甲中,出现亮点核心原理是光的干涉
B. 图乙中,雨后彩虹是白光经过折射、色散、反射再折射而形成的
C. 图丙中,若将垫板向右移动,条纹间距变小
D. 图丁中,通过立体电影说明光是纵波
5. 篮球是中学生最喜爱的运动项目之一。如图所示,队友传球给小明,小明双手接球并收回,若该过程篮球可视为水平方向的匀减速直线运动,小明接球时篮球的速度大小为v0=6m/s,篮球运动距离为s0=0.2m,已知篮球质量为m=500g,重力加速度g取10m/s2,则接球过程中,小明双手对篮球的平均作用力F的水平分力大小为( )
A. 54N B. 60N C. D. 45N
6. 对下列对各图的叙述,正确的是( )
A. 图甲为大楼建筑中的阻尼器,当阻尼器摆动后,摆动方向始终与大楼的振动方向相反
B. 图乙中,C摆开始振动后,A、B、D三个摆中B摆的振幅最大
C. 图丙为一个单摆做受迫振动的振幅与驱动力频率的曲线,此单摆的固有周期约为0.5s
D. 图丁中游艇鸣笛减速向我们驶来时,我们听到的笛声频率将比声源发声的频率低
7. 如图所示是某玻璃砖的截面图,四边形是正方形,是以点为圆心的圆弧,圆弧半径和正方形边长都为,一束光从点沿着半径方向射到点,恰好发生全反射打到点,光在真空中的传播速度是,则这束光从进入玻璃砖到射出玻璃砖运动的时间为( )
A. B. C. D.
8. 如图所示为分子力F随分子间距离r的变化规律,现在原点O处固定一分子甲,另一质量为m的分子乙由a点静止释放,当分子乙运动到d点时的速度为v。则下列说法正确的是( )
A. 分子乙在b点的加速度为0
B. 分子乙在c点的分子势能最小
C. 分子乙在c点时,分子斥力大于分子引力
D. 分子乙从a到d,分子斥力做的功比引力做的功多
9. 轴上两波源、的平衡位置分别位于、,形成的简谐横波在同种介质中相向传播,时刻的波形如图所示。已知波的传播速度均为,下列说法正确的是( )
A. 两波源起振方向相同,时两列波相遇
B. 各质点振动稳定后,在、之间的连线上共有10个振动减弱点
C. 时位于坐标原点0处质点的位移为
D. 各质点振动稳定后,处质点的振幅为
10. 如图所示,在光滑水平面上,一质量为m的木块与劲度系数为k的轻质弹簧相连,弹簧的另一端连在竖直墙壁上,弹簧处于水平状态,木块处于静止状态,一质量为m的子弹以水平向右的速度射入木块(时间很短)并停留在木块内,木块压缩弹簧后恢复运动。已知弹簧的弹性势能(x是弹簧的形变量),整个过程中弹簧都在弹性限度内。下列说法正确的是( )
A. 子弹打入木块的过程,子弹和木块组成的系统动量不守恒,机械能也不守恒
B. 子弹打入木块的过程,木块受到的冲量大小为
C. 子弹和木块组成的系统因摩擦产生的热量为
D. 弹簧的最大压缩量为
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,
(1)某同学操作步骤如下:
①取一定量的无水酒精和油酸,制成一定浓度的油酸酒精溶液;
②在量筒中滴入一滴该溶液,测出它的体积;
③在浅盘内盛一定量的水,均匀撒上薄层痱子粉,再滴入一滴油酸酒精溶液,待其形状稳定;
④在浅盘上覆盖透明玻璃,描出油膜形状,用透明方格纸测量油膜的面积;
⑤利用公式算出油酸分子的直径。
改正其中的错误:_________。
(2)配制油酸酒精溶液的目的是______。
(3)将一滴体积为的油酸酒精溶液滴入水中,油膜形状稳定后面积为,油酸酒精溶液的浓度为,估算该油酸分子的直径为_______。
12. 利用如图甲所示的双缝干涉实验仪测量光的波长。
(1)关于本实验中单缝的操作,下列说法正确的是__________(填正确选项的字母)。
A. 单缝必须调节到与双缝平行
B. 每一次实验中,单缝到双缝的距离必须相等
C. 去掉单缝后,也可以在光屏上观察到清晰的亮暗相间的条纹
(2)将红色滤光片换用蓝色滤光片重新做实验,其他条件不变,则观察到光屏上的条纹数会__________(填“增多”或“减少”)。
(3)若将光源改为激光,实验时用不到的元件有__________(填正确选项的字母)。
A. 滤光片 B. 单缝 C. 双缝
(4)用“双缝干涉测量光的波长”实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上,若测量头中观察到的图样如图乙所示,则在此情况下,波长的测量值__________真实值(填“大于”“小于”或“等于”)。
13. “全碳气凝胶”的固态材料是浙江大学高超教授的课题组制备出的一种超轻气凝胶,它刷新了目前世界上最轻的固体材料的记录,弹性和吸油能力令人惊喜,密度仅是空气密度的。设气凝胶的密度为,摩尔质量为M,阿伏伽德罗常数为,将气凝胶分子看成球体模型,求:
(1)质量为m的气凝胶中的分子数;
(2)体积为的气凝胶中的分子数;
(3)气凝胶分子的直径。
14. 如图所示,在天花板上安装厚度为矩形玻璃板,玻璃折射率为,其上表面上的中心有一可视为点光源的发光体,已知光在真空中的传播速度,不考虑反射情况,求:
(1)下表面上发光区域面积(矩形玻璃板足够大,结果保留);
(2)光在玻璃板中传播的最短和最长时间(结果保留根号)。
15. 由同种透明介质制作的厚度相同的光学功能器件的截面如图所示,半圆形玻璃砖PEQ的圆心为O1,半径为R,直角三棱镜的直角边AB的中点为O2,E点位于半圆弧上,F点位于三棱镜的斜边AC上,E、F、O1、O2处于同一条直线上,AB平行于直径PQ且长度相等,PQ、AB间的距离为,直角三棱镜的顶角。在截面所在平面内,单色光线从半圆弧的M点射入半圆形玻璃砖,M点与EO1的距离为,光线从半圆形玻璃砖的PQ边上的D点射出,出射光线与PQ间的夹角为30°(图中未画出),然后从直角三棱镜的直角边AB射入三棱镜,最后从三棱镜射出。已知空气中的光速为c。求:
(1)介质对该单色光的折射率n;
(2)该单色光从M点射入到从三棱镜射出所经历的时间t。
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大通县朔山中学2025~2026学年度第二学期第三次阶段检测
高二物理
考生注意:
1、本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2、答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3、考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4、本卷命题范围:人教版选择性必修第一册,选择性必修第三册第一章。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 关于简谐运动,下列说法正确的是( )
A. 振子在平衡位置加速度最大 B. 振子在最大位移位置速度最大
C. 振子运动过程中在同一位置速度相同 D. 振子的加速度方向总是与位移方向相反
【答案】D
【解析】
【详解】A.振子做简谐运动的回复力
由牛顿第二定律,可得振子的加速度
在平衡位置,位移x=0,得加速度a=0,故振子在平衡位置加速度最小,故A错误;
B.在最大位移位置,速度为0,故速度最小,不是最大。故B错误;
C.振子在同一位置时,速度大小相同,但速度是矢量,振子可能向平衡位置运动或远离平衡位置运动,方向不同,因此速度不相同,故C错误;
D.由简谐运动的加速度可知,加速度方向始终与位移方向相反,故D正确。
故选D。
2. 下列关于分子动理论的说法正确的是( )
A. 当物体温度达到0℃时,物体内的分子将不再运动
B. 分子的热运动是井然有序的
C. 分子间距离增大时,分子力也增大
D. 温度升高时,分子的平均动能增大
【答案】D
【解析】
【详解】AB.分子在永不停息地做无规则热运动,A、B错误;
C.分子间距离增大时,分子力可能增大也可能减小,C错误;
D.温度升高,分子的平均动能增大,D正确。
故选D。
3. 下列关于布朗运动和扩散现象的说法正确的是( )
A. 布朗运动的快慢只与固体微粒的大小有关
B. 根据每隔相同时间记录的固体微粒做布朗运动的折线图可知,两点之间的距离越大,固体微粒的平均速度越大
C. 固体分子间距很小,所以固体之间不会发生扩散现象
D. 扩散现象的宏观过程是可逆的
【答案】B
【解析】
【详解】A.布朗运动的快慢除了与固体微粒的大小有关之外,还与温度有关,A错误;
B.布朗运动折线图中两点间的距离表示位移的大小,根据平均速度的定义式可知,在时间间隔相同的情况下,两点之间的距离(即位移大小)越大,固体微粒的平均速度的大小就越大,B正确;
C.固体、液体、气体分子间都会发生扩散现象,C错误;
D.根据热力学第二定律可知,扩散现象的宏观过程是不可逆的,D错误。
故选B。
4. 通过对光现象的深入研究可以进一步了解光的本质规律。以下光学现象示意图:图甲为光经过不透明圆板后形成的泊松亮斑;图乙是雨后彩虹原理示意图;图丙为光通过劈尖后形成的干涉条纹;图丁为用偏振眼镜观看立体电影示意图。下列说法正确的是( )
A. 图甲中,出现亮点核心原理是光的干涉
B. 图乙中,雨后彩虹是白光经过折射、色散、反射再折射而形成的
C. 图丙中,若将垫板向右移动,条纹间距变小
D. 图丁中,通过立体电影说明光是纵波
【答案】B
【解析】
【详解】A.光垂直照射到一个不透明圆形障碍物上时,在障碍物后方观察屏上,其几何阴影中心会出现一个亮斑,周围环绕着明暗交替同心圆环,其核心原理是光的衍射,A错误;
B.雨后彩虹是白光经过折射、色散、反射再折射而形成的综合结果,B正确;
C.设空气膜顶角为,垫板厚度为,垫板到顶角分距离为,由几何关系有
设相邻条纹间距为,则有
因为很小,所以
可得
当垫板向右移动时,增大,条纹宽度增大,C错误;
D.立体电影是通过偏振眼镜来观看的,说明光具有偏振现象,偏振是横波特有的性质,D错误。
故选B。
5. 篮球是中学生最喜爱的运动项目之一。如图所示,队友传球给小明,小明双手接球并收回,若该过程篮球可视为水平方向的匀减速直线运动,小明接球时篮球的速度大小为v0=6m/s,篮球运动距离为s0=0.2m,已知篮球质量为m=500g,重力加速度g取10m/s2,则接球过程中,小明双手对篮球的平均作用力F的水平分力大小为( )
A. 54N B. 60N C. D. 45N
【答案】D
【解析】
【详解】令小明双手对篮球的平均作用力F的水平分力大小为Fx,根据牛顿第二定律有
篮球水平方向做匀减速直线运动,利用逆向思维,根据速度与位移的关系有
解得
故选D。
6. 对下列对各图的叙述,正确的是( )
A. 图甲为大楼建筑中的阻尼器,当阻尼器摆动后,摆动方向始终与大楼的振动方向相反
B. 图乙中,C摆开始振动后,A、B、D三个摆中B摆的振幅最大
C. 图丙为一个单摆做受迫振动的振幅与驱动力频率的曲线,此单摆的固有周期约为0.5s
D. 图丁中游艇鸣笛减速向我们驶来时,我们听到的笛声频率将比声源发声的频率低
【答案】A
【解析】
【详解】A.图甲中,大楼对阻尼器的力与阻尼器对大楼的力为一对相互作用力,根据回复力
可知阻尼器摆动后,摆动方向始终与大楼的振动方向相反,故A正确;
B.图乙中,C摆开始振动后,A、B、D三个摆均做受迫振动,由
可知,A摆和C摆周期相等,则A、C发生共振,振幅最大,故B错误;
C.根据单摆的共振曲线,当时,振幅最大,可知该单摆的固有频率为
则此单摆的固有周期为,故C错误;
D.由多普勒效应可知,游艇鸣笛减速向我们驶来时,我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高,故D错误。
故选A。
7. 如图所示是某玻璃砖的截面图,四边形是正方形,是以点为圆心的圆弧,圆弧半径和正方形边长都为,一束光从点沿着半径方向射到点,恰好发生全反射打到点,光在真空中的传播速度是,则这束光从进入玻璃砖到射出玻璃砖运动的时间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】光在玻璃砖中的传播路线如图所示
由图可知,又恰好发生全反射,则
解得
又
解得
由几何关系,可得光在玻璃砖中的传播距离
运动时间
故选C。
8. 如图所示为分子力F随分子间距离r的变化规律,现在原点O处固定一分子甲,另一质量为m的分子乙由a点静止释放,当分子乙运动到d点时的速度为v。则下列说法正确的是( )
A. 分子乙在b点的加速度为0
B. 分子乙在c点的分子势能最小
C. 分子乙在c点时,分子斥力大于分子引力
D. 分子乙从a到d,分子斥力做的功比引力做的功多
【答案】AD
【解析】
【详解】A.分子乙在b点所受的分子力为0,由牛顿第二定律可知分子乙在b点的加速度为0,A正确;
B.分子乙从a 到b 的过程,分子力对分子乙做正功,分子势能先减小
b 到d 的过程,分子力对分子乙做负功,分子势能增大,则分子乙在b点的分子势能最小,B错误;
C.由于bd 段分子力表现为分子引力,则分子乙在c点时,分子引力大于分子斥力,C错误;
D.分子乙从a 到d 的过程,由动能定理得,D正确。
故选AD。
9. 轴上两波源、的平衡位置分别位于、,形成的简谐横波在同种介质中相向传播,时刻的波形如图所示。已知波的传播速度均为,下列说法正确的是( )
A. 两波源起振方向相同,时两列波相遇
B. 各质点振动稳定后,在、之间的连线上共有10个振动减弱点
C. 时位于坐标原点0处质点的位移为
D. 各质点振动稳定后,处质点的振幅为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据时刻波形图,可知波源的起振方向向下,波源的起振方向向下,设经过时间两列波相遇,有,解得,A错误;
B.由波形图可知,波长均为,时刻两波源振动方向相同,与两波源间距的点为振动减弱点,则、间振动减弱点有()10个,B正确;
C.由,得,两列波传播到原点所用时间均为,当时原点处两列波均位于波谷,则原点处质点位移,C错误;
D.各质点振动稳定后,处质点为振动减弱点,其振幅,D正确。
故选BD。
10. 如图所示,在光滑水平面上,一质量为m的木块与劲度系数为k的轻质弹簧相连,弹簧的另一端连在竖直墙壁上,弹簧处于水平状态,木块处于静止状态,一质量为m的子弹以水平向右的速度射入木块(时间很短)并停留在木块内,木块压缩弹簧后恢复运动。已知弹簧的弹性势能(x是弹簧的形变量),整个过程中弹簧都在弹性限度内。下列说法正确的是( )
A. 子弹打入木块的过程,子弹和木块组成的系统动量不守恒,机械能也不守恒
B. 子弹打入木块的过程,木块受到的冲量大小为
C. 子弹和木块组成的系统因摩擦产生的热量为
D. 弹簧的最大压缩量为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.子弹打入木块的过程,时间极短,弹簧还未来得及发生形变,系统的动量守恒,该过程有摩擦生热,机械能不守恒,故A错误;
BC.子弹打入木块的过程,最终两者达到共速,则有
解得
则由动量定理可知,木块受到的冲量大小为
由能量守恒定律可知,摩擦生热为,故B正确,C错误;
D.设弹簧的最大压缩量为,由能量守恒定律可得
解得,故D正确。
故选BD。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,
(1)某同学操作步骤如下:
①取一定量的无水酒精和油酸,制成一定浓度的油酸酒精溶液;
②在量筒中滴入一滴该溶液,测出它的体积;
③在浅盘内盛一定量的水,均匀撒上薄层痱子粉,再滴入一滴油酸酒精溶液,待其形状稳定;
④在浅盘上覆盖透明玻璃,描出油膜形状,用透明方格纸测量油膜的面积;
⑤利用公式算出油酸分子的直径。
改正其中的错误:_________。
(2)配制油酸酒精溶液的目的是______。
(3)将一滴体积为的油酸酒精溶液滴入水中,油膜形状稳定后面积为,油酸酒精溶液的浓度为,估算该油酸分子的直径为_______。
【答案】(1)步骤②应在量筒中滴入滴溶液,测其总体积后计算一滴的体积
(2)稀释油酸使之能在水中形成单分子层油膜
(3)
【解析】
【小问1详解】
步骤②应在量筒中滴入滴溶液,测其总体积后计算一滴的体积,直接测一滴溶液的体积误差太大。
【小问2详解】
配制油酸酒精溶液的目的是稀释油酸使之能在水中形成单分子层油膜。
【小问3详解】
该油酸分子的直径为。
12. 利用如图甲所示的双缝干涉实验仪测量光的波长。
(1)关于本实验中单缝的操作,下列说法正确的是__________(填正确选项的字母)。
A. 单缝必须调节到与双缝平行
B. 每一次实验中,单缝到双缝的距离必须相等
C. 去掉单缝后,也可以在光屏上观察到清晰的亮暗相间的条纹
(2)将红色滤光片换用蓝色滤光片重新做实验,其他条件不变,则观察到光屏上的条纹数会__________(填“增多”或“减少”)。
(3)若将光源改为激光,实验时用不到的元件有__________(填正确选项的字母)。
A. 滤光片 B. 单缝 C. 双缝
(4)用“双缝干涉测量光的波长”实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上,若测量头中观察到的图样如图乙所示,则在此情况下,波长的测量值__________真实值(填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】(1)A (2)增多 (3)A
(4)大于
【解析】
【分析】
【小问1详解】
实验中,单缝和双缝必须平行,而每次实验中单缝到双缝的距离不一定要相等;没有单缝就没有相干光源,则无法在光屏上观测到清晰的干涉条纹。故选A。
【小问2详解】
蓝色光的波长比红色光波长更短,则相邻亮条纹中心的间距会变小,光屏上的条纹数会增多。
【小问3详解】
为了获取单色的线光源,光源后面应放置滤光片;激光本身是单色光,不需要放置滤光片。
【小问4详解】
此情形将造成条纹间距的测量值偏大,根据双缝干涉的条纹间距公式可知波长的测量值将偏大。
【点睛】
13. “全碳气凝胶”的固态材料是浙江大学高超教授的课题组制备出的一种超轻气凝胶,它刷新了目前世界上最轻的固体材料的记录,弹性和吸油能力令人惊喜,密度仅是空气密度的。设气凝胶的密度为,摩尔质量为M,阿伏伽德罗常数为,将气凝胶分子看成球体模型,求:
(1)质量为m的气凝胶中的分子数;
(2)体积为的气凝胶中的分子数;
(3)气凝胶分子的直径。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
质量为m的气凝胶的物质的量为
含有的分子数
【小问2详解】
气凝胶的摩尔体积
体积为的气凝胶中含有的分子数
【小问3详解】
气凝胶分子的体积
设分子直径为d,有
解得
14. 如图所示,在天花板上安装厚度为矩形玻璃板,玻璃折射率为,其上表面上的中心有一可视为点光源的发光体,已知光在真空中的传播速度,不考虑反射情况,求:
(1)下表面上发光区域面积(矩形玻璃板足够大,结果保留);
(2)光在玻璃板中传播的最短和最长时间(结果保留根号)。
【答案】(1)
(2),
【解析】
【小问1详解】
设光在玻璃中发生全反射临界角为,则有,
下表面以发光点正下方为圆心的发光半径
则发光区域面积为
【小问2详解】
光在玻璃中的传播速度为
光在玻璃中传播最短时间为
光在玻璃中传播最长时间为
15. 由同种透明介质制作的厚度相同的光学功能器件的截面如图所示,半圆形玻璃砖PEQ的圆心为O1,半径为R,直角三棱镜的直角边AB的中点为O2,E点位于半圆弧上,F点位于三棱镜的斜边AC上,E、F、O1、O2处于同一条直线上,AB平行于直径PQ且长度相等,PQ、AB间的距离为,直角三棱镜的顶角。在截面所在平面内,单色光线从半圆弧的M点射入半圆形玻璃砖,M点与EO1的距离为,光线从半圆形玻璃砖的PQ边上的D点射出,出射光线与PQ间的夹角为30°(图中未画出),然后从直角三棱镜的直角边AB射入三棱镜,最后从三棱镜射出。已知空气中的光速为c。求:
(1)介质对该单色光的折射率n;
(2)该单色光从M点射入到从三棱镜射出所经历的时间t。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据题意作出光路图,如图所示:
设入射光线在M点的入射角为i,则根据几何关系有
解得
根据光路的可逆性可知,第一次的折射角和第二次的入射角相等,设均为,则根据几何关系可得
因此
所以根据折射定律可得介质对该单色光的折射率为
【小问2详解】
该单色光在透明介质中的传播速度为
在上图中根据几何关系有
则
所以
即从D点出射的光线恰好从O2点以入射角射入三棱镜。因两种光学功能器件由同种透明介质制作,所以光线从O2点发生折射的折射角为,折射光线入射到三棱镜斜边AC的G点,设入射角为β,根据几何关系可得。由于
所以光线在三棱镜斜边AC的G点发生全反射,光线最终垂直BC边从H点射出三棱镜,光路图如上图所示。由几何关系可知,,,,
故单色光从M点射入到从三棱镜射出所经历的时间为
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