内容正文:
介休一中2025—2026学年高二下学期7月考试
物理试题
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。
1. 下列说法正确的是( )
A. 扩散现象是由于布朗运动而产生的
B. 液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子对它的撞击作用不平衡所引起的
C. 气体温度升高时,速率较大的分子占总分子数的比例降低,扩散速度变慢
D. 物体温度升高,分子热运动加剧,所有分子的动能都会增大
2. 密闭容器内有一定质量理想气体,如图所示,图线a、b分别代表不同状态下容器内气体分子运动速率分布。下列说法正确的是( )
A. a状态气体温度较高
B. a状态气体分子对器壁单位面积的压力较大
C. b状态曲线中峰值对应的横坐标数值为分子速率的最大值
D. b状态单位时间内气体分子对器壁单位面积碰撞的次数较多
3. 甲分子固定在轴上的原点上,乙分子在轴上受到甲分子的作用力变化如图所示,、、、为轴上四点,由点静止释放乙分子,乙分子沿轴负方向最远可运动至点。下列说法正确的是( )
A. 乙分子在时受引力,时受斥力
B. 乙分子在处加速度最大,速度最大
C. 乙分子在处加速度为零,速度最大
D. 乙分子在处的势能最小,处的势能等于在处的势能
4. 在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔,小孔可看作黑体,由小孔的热辐射特性,就可以确定炉内的温度。如图所示,就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图像,则下列说法正确的是( )
A. T1<T2
B. 在同一温度下,波长越短的电磁波辐射强度越大
C. 随着温度的升高,黑体的辐射强度都有所降低
D. 随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短方向移动
5. 在火星上太阳能电池板发电能力有限,因此科学家用放射性材料作为发电能源为火星车供电。中的元素是,它发生衰变的半衰期是年,下列说法中正确的是( )
A. 经一次衰变会有个中子转变为个质子
B. 发生衰变的核反应方程为
C. 个核经过年还剩个
D. 升高温度可以加快的衰变
6. 用同一实验装置研究光电效应,当入射光的频率变为时,遏止电压为;当入射光的频率为时,遏止电压为,则该实验装置对应的截止频率为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,一导热性良好的汽缸内用活塞封住一定量的气体(不计活塞与缸壁摩擦),温度升高时,下列物理量发生变化的是( )
A. 活塞高度h B. 汽缸高度H
C. 气体压强p D. 弹簧长度L
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18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。
8. 某质点做简谐运动的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 质点振动频率是0.25Hz B. 第3s末质点的位移为0
C. 在6s内质点经过的路程为20m D. 该质点的振动方程
9. 某光伏实验室研究新型材料对光电效应的响应特性。已知硅的逸出功为,氢原子能级示意图如图所示。实验采用大量处于能级的氢原子向低能级跃迁产生的光照射硅片进行测试。下列说法正确的是( )
A. 氢原子从能级向能级跃迁时发出的光照射硅片时可能发生光电效应
B. 处于能级的氢原子群向基态跃迁时,可辐射出种不同频率的光
C. 该实验中硅片逸出光电子的最大初动能为
D. 氢原子从能级跃迁到基态时放出光子的动量最大
10. 如图所示为竖直放置的上粗下细密闭细管,水银柱将气体分隔为A、B两部分,初始温度相同。使A、B升高相同温度达到稳定后,体积变化量的绝对值为ΔVA、ΔVB,压强变化量为ΔpA、ΔpB,则下列说法正确的是(重力加速度为g) ( )
A. 初始状态满足pB=pA+ρgh,ρ为水银的密度,h为水银柱长度
B. ΔVA>ΔVB
C. ΔpA<ΔpB
D. 液柱将向上移动
三、实验题:每空2分,共16分。
11. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤:
①用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积;
②往浅盘里倒入一定深度的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上;
③用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待油膜形状稳定;
④将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。
⑤将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小;
完成下列问题:
(1)该实验中,使用到的研究方法是________。
A. 等效替代法 B. 理想模型法 C. 控制变量法
(2)已知实验室中使用的油酸酒精溶液每溶液中含有2mL油酸,又用滴管测得每50滴这种溶液的总体积为1mL,将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上,在玻璃板上描出油膜的边界线,再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上(如图),数出油膜所含大于半格的格子数为62个。
①一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为________mL;
②油酸分子直径的大小________m。(结果保留一位有效数字)
(3)实验后,某小组发现自己所测得的分子直径d明显偏小,出现这种情况的可能原因是________。
A. 水面上痱子粉撒得太多,油膜没有充分展开
B. 求每滴溶液体积时,1mL溶液的滴数少计了10滴
C. 将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
D. 油酸酒精溶液久置,酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
12. 某同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。
(1)实验时,为判断气体压强与体积的关系,__________(填“需要”或“不需要”)测出空气柱的横截面积。
(2)下列实验操作中正确的是__________。
A. 密封气体前,在活塞上均匀涂抹润滑油
B. 推拉活塞时,用手握住注射器气体部分
C. 实验时缓慢移动活塞
D. 实验中应快速推拉柱塞,以免气体进入或漏出注射器
(3)为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系,作出图像。某同学在实验操作过程中,不小心用手握住了注射器的空气柱部分,那么该同学可能得到的图像是图乙中的__________。
(4)在不同温度环境下,另一位同学重复了上述实验,实验操作和数据处理均正确,环境温度分别为、,且。在如图所示的四幅图中,可能正确反映相关物理量之间关系的是__________(选填选项前下的字母)。
A. B.
C. D.
四、解答题:本题共3个小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不得分,有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位
13. 如图,医院消毒用的压缩式喷雾器储液桶的容量为5.7×10-3m3,开始时桶内倒入了4.2×10-3m3的药液。现关闭进气口,开始打气,每次能打进2.5×10-4m3的空气,假设打气过程中药液不会向外喷出。当打气n次后,喷雾器内空气的压强达到4atm,设周围环境温度不变,气压为标准大气压强1atm,则
(1)求出n的数值;
(2)试判断这个压强能否使喷雾器内的药液全部喷完。
14. 一定质量的理想气体经历了如图所示的A→B→C→D→A循环,该过程每个状态视为平衡态,各状态参数如图所示。A状态的压强为,求:
(1)B状态的温度;
(2)C状态的压强;
(3)完成一次循环,气体与外界热交换的热量。
15. 如图所示,厚度相同,截面半径为的半圆形透明介质,、为弧面上的两点,过圆心且垂直于,其中弧对应的圆心角为,弧对应的圆心角为,一束平行单色光垂直射入介质,其中射到点的光刚好不能从介质中射出。求:
(1)单色光从射入第一次传播到点的时间;
(2)射到点的光从介质中射出时与所成的锐角。
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介休一中2025—2026学年高二下学期7月考试
物理试题
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。
1. 下列说法正确的是( )
A. 扩散现象是由于布朗运动而产生的
B. 液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子对它的撞击作用不平衡所引起的
C. 气体温度升高时,速率较大的分子占总分子数的比例降低,扩散速度变慢
D. 物体温度升高,分子热运动加剧,所有分子的动能都会增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.扩散现象是分子无规则热运动的直接结果,布朗运动是悬浮微粒的运动,是分子热运动的反映,并非扩散现象的产生原因,故A错误;
B.液体中悬浮微粒的布朗运动,本质是液体分子从各个方向对微粒的撞击作用力不平衡导致的,故B正确;
C.气体温度升高时,分子速率分布向高速区偏移,速率较大的分子占总分子数的比例升高,扩散速度变快,故C错误;
D.温度是分子平均动能的标志,温度升高时分子平均动能增大属于统计规律,个别分子的动能可能减小,并非所有分子的动能都增大,故D错误。
故选B。
2. 密闭容器内有一定质量理想气体,如图所示,图线a、b分别代表不同状态下容器内气体分子运动速率分布。下列说法正确的是( )
A. a状态气体温度较高
B. a状态气体分子对器壁单位面积的压力较大
C. b状态曲线中峰值对应的横坐标数值为分子速率的最大值
D. b状态单位时间内气体分子对器壁单位面积碰撞的次数较多
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,的峰值在左侧(速率更小区域),说明状态分子平均速率更小,温度更低,故A错误;
B.密闭容器体积不变,一定质量气体的单位体积分子数不变,温度越低压强越小,因此状态压强更小,分子对器壁单位面积的压力更小,故B错误;
C.分布曲线的峰值对应最概然速率(占比最高的分子速率),不是分子速率的最大值,故C错误;
D.单位体积分子数相同,状态温度更高,分子平均速率更大,因此单位时间内分子对器壁单位面积的碰撞次数更多,故D正确。
故选 D。
3. 甲分子固定在轴上的原点上,乙分子在轴上受到甲分子的作用力变化如图所示,、、、为轴上四点,由点静止释放乙分子,乙分子沿轴负方向最远可运动至点。下列说法正确的是( )
A. 乙分子在时受引力,时受斥力
B. 乙分子在处加速度最大,速度最大
C. 乙分子在处加速度为零,速度最大
D. 乙分子在处的势能最小,处的势能等于在处的势能
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图像可知,当时分子间的作用力表现为斥力,当时分子间的作用力表现为引力,故A错误;
B.由图像可知,乙分子在处受到的引力最大,根据牛顿第二定律可知此时加速度最大,由于乙分子从点向点运动的过程中,分子引力一直做正功,分子的动能不断增大,速度不断增大,故乙分子在处的速度不是最大,故B错误;
C.乙分子在处受到的分子力为零,根据牛顿第二定律可知此时加速度为零,由于乙分子越过点后分子力表现为斥力,分子力开始做负功,分子的速度开始减小,故乙分子在处的速度最大,故C正确;
D.乙分子从点向点运动的过程中,分子力表现为引力,引力做正功,分子势能减小,从点向点运动的过程中,分子力表现为斥力,克服斥力做功,分子势能增大,故乙分子在处的分子势能最小,由于乙分子由点静止释放,最远运动至点,两点动能均为零,根据能量守恒定律可知,乙分子在处的势能等于在处的势能,故D错误。
故选C。
4. 在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔,小孔可看作黑体,由小孔的热辐射特性,就可以确定炉内的温度。如图所示,就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图像,则下列说法正确的是( )
A. T1<T2
B. 在同一温度下,波长越短的电磁波辐射强度越大
C. 随着温度的升高,黑体的辐射强度都有所降低
D. 随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短方向移动
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.不同温度的物体向外辐射的电磁波的波长范围是不同的,温度越高向外辐射的能量中,频率小的波越多,所以T1>T2,故A错误;
B.由图像可知,同一温度下,辐射强度最大的电磁波波长不是最大的,也不是最小的,而是处在最大与最小波长之间,故B错误;
C.由图像可知,黑体的辐射强度随着温度的升高而增大,故C错误;
D.由图可知,随着温度的升高,相同波长的光辐射强度都会增大,同时最大辐射强度向左侧移动,即向波长较短的方向移动,故D正确。
故选D。
5. 在火星上太阳能电池板发电能力有限,因此科学家用放射性材料作为发电能源为火星车供电。中的元素是,它发生衰变的半衰期是年,下列说法中正确的是( )
A. 经一次衰变会有个中子转变为个质子
B. 发生衰变的核反应方程为
C. 个核经过年还剩个
D. 升高温度可以加快的衰变
【答案】B
【解析】
【详解】A.α衰变的本质是原子核内2个质子和2个中子结合为粒子释放出来,中子转变为质子是β衰变的过程,故A错误;
B.核反应遵循质量数守恒、电荷数守恒,发生α衰变生成,同时放出α粒子并伴随γ光子产生,反应方程书写正确,故B正确;
C.半衰期是对大量原子核衰变的统计规律,仅适用于宏观大量的原子核样本,对少量原子核(本题20个)不适用,无法确定剩余的原子核数量,故C错误;
D.放射性元素的衰变快慢由原子核内部自身的结构决定,与温度、压强等外界环境因素无关,升高温度不会加快衰变,故D错误。
故选B。
6. 用同一实验装置研究光电效应,当入射光的频率变为时,遏止电压为;当入射光的频率为时,遏止电压为,则该实验装置对应的截止频率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由爱因斯坦光电效应方程
则,
解得,
故选D。
7. 如图所示,一导热性良好的汽缸内用活塞封住一定量的气体(不计活塞与缸壁摩擦),温度升高时,下列物理量发生变化的是( )
A. 活塞高度h B. 汽缸高度H
C. 气体压强p D. 弹簧长度L
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】AD.根据整体法分析可知,弹簧的拉力大小等于活塞、汽缸以及气体重力之和,所以当温度升高时,弹簧拉力大小不变,根据胡克定律可知弹簧伸长量不变,即弹簧长度L不变,根据长度关系分析可知,活塞高度h也不变,故AD不符合题意;
C.对活塞单独进行受力分析,由题意及上述分析可知活塞受力情况不变,则气体压强p不变,故C不符合题意;
B.根据理想气体状态方程=C可知,当T增大且p不变时,气体体积V增大,所以汽缸将向下运动,则汽缸高度H减小,故B符合题意。
故选B。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18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。
8. 某质点做简谐运动的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 质点振动频率是0.25Hz B. 第3s末质点的位移为0
C. 在6s内质点经过的路程为20m D. 该质点的振动方程
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由图知简谐运动的周期为,则频率为,故A正确;
B.由图知在第末质点的位移为,故B错误;
C.质点在1个周期内经过的路程为4倍振幅,即
在内质点经历了1.5个周期,因此运动的路程为,故C错误;
D.该质点的振幅,角速度
由于时质点处于平衡位置且向正方向运动,其振动方程为,故D正确。
故选AD。
9. 某光伏实验室研究新型材料对光电效应的响应特性。已知硅的逸出功为,氢原子能级示意图如图所示。实验采用大量处于能级的氢原子向低能级跃迁产生的光照射硅片进行测试。下列说法正确的是( )
A. 氢原子从能级向能级跃迁时发出的光照射硅片时可能发生光电效应
B. 处于能级的氢原子群向基态跃迁时,可辐射出种不同频率的光
C. 该实验中硅片逸出光电子的最大初动能为
D. 氢原子从能级跃迁到基态时放出光子的动量最大
【答案】CD
【解析】
【详解】A.氢原子从能级向能级跃迁时发出的光子能量
可知用此光照射硅片时不可能发生光电效应,故A错误;
B.大量处于能级的氢原子群向基态跃迁时,可辐射出种不同频率的光,故B错误;
C.辐射光中光子能量最大值为
该实验中硅片逸出光电子的最大初动能为,故C正确;
D.由光子的能量
光子的动量
联立解得
氢原子从n=4能级跃迁到基态时发出的光能量最大,则放出光子的动量最大,故D正确。
故选CD。
10. 如图所示为竖直放置的上粗下细密闭细管,水银柱将气体分隔为A、B两部分,初始温度相同。使A、B升高相同温度达到稳定后,体积变化量的绝对值为ΔVA、ΔVB,压强变化量为ΔpA、ΔpB,则下列说法正确的是(重力加速度为g) ( )
A. 初始状态满足pB=pA+ρgh,ρ为水银的密度,h为水银柱长度
B. ΔVA>ΔVB
C. ΔpA<ΔpB
D. 液柱将向上移动
【答案】AD
【解析】
【详解】A.初始状态满足
ρ为水银的密度,h为水银柱长度,A正确;
B.由于气体的总体积不变,因此,B错误;
CD.首先假设液柱不动,则A,B两部分气体发生等容变化,由查理定律,对气体A
对气体B
由于所以
则液柱将向上移动,则液体压强减小,液体稳定后有
则
即
故C错误,D正确。
故选AD。
三、实验题:每空2分,共16分。
11. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤:
①用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积;
②往浅盘里倒入一定深度的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上;
③用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待油膜形状稳定;
④将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。
⑤将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小;
完成下列问题:
(1)该实验中,使用到的研究方法是________。
A. 等效替代法 B. 理想模型法 C. 控制变量法
(2)已知实验室中使用的油酸酒精溶液每溶液中含有2mL油酸,又用滴管测得每50滴这种溶液的总体积为1mL,将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上,在玻璃板上描出油膜的边界线,再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上(如图),数出油膜所含大于半格的格子数为62个。
①一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为________mL;
②油酸分子直径的大小________m。(结果保留一位有效数字)
(3)实验后,某小组发现自己所测得的分子直径d明显偏小,出现这种情况的可能原因是________。
A. 水面上痱子粉撒得太多,油膜没有充分展开
B. 求每滴溶液体积时,1mL溶液的滴数少计了10滴
C. 将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
D. 油酸酒精溶液久置,酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
【答案】(1)B (2) ①. ②. (3)D
【解析】
【小问1详解】
本实验将油酸分子简化为单分子排列的球形模型,忽略次要因素,建立理想模型,因此使用的是理想模型法。
故选B。
【小问2详解】
[1] 1滴油酸酒精溶液的体积为,纯油酸体积为
[2] 油膜面积
分子直径,代入数据得
保留一位有效数字得
【小问3详解】
A.油膜未充分展开,偏小,根据,偏大,故A错误;
B.1mL溶液滴数少计,计算得到的1滴溶液体积偏大,偏大,故B错误;
C.将油酸酒精溶液体积当作油酸体积,计算的偏大,偏大,故C错误;
D.酒精挥发后,溶液实际浓度大于计算时用的浓度,计算得到的纯油酸体积小于实际值,因此测量的偏小,故D正确。
故选D。
12. 某同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。
(1)实验时,为判断气体压强与体积的关系,__________(填“需要”或“不需要”)测出空气柱的横截面积。
(2)下列实验操作中正确的是__________。
A. 密封气体前,在活塞上均匀涂抹润滑油
B. 推拉活塞时,用手握住注射器气体部分
C. 实验时缓慢移动活塞
D. 实验中应快速推拉柱塞,以免气体进入或漏出注射器
(3)为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系,作出图像。某同学在实验操作过程中,不小心用手握住了注射器的空气柱部分,那么该同学可能得到的图像是图乙中的__________。
(4)在不同温度环境下,另一位同学重复了上述实验,实验操作和数据处理均正确,环境温度分别为、,且。在如图所示的四幅图中,可能正确反映相关物理量之间关系的是__________(选填选项前下的字母)。
A. B.
C. D.
【答案】(1)不需要 (2)AC
(3)a (4)BC
【解析】
【小问1详解】
根据玻意耳定律,在温度不变时,气体的压强与体积成反比。注射器内气体的体积,其中为横截面积,为空气柱长度。由于是定值,与成正比,因此探究与的关系可以转化为探究与的关系,不需要测出空气柱的横截面积。
【小问2详解】
A.在活塞上均匀涂抹润滑油可以增加气密性,防止漏气,同时减小摩擦,故A正确;
B.用手握住注射器气体部分会导致气体温度升高,破坏等温条件,故B错误;
C.缓慢移动活塞可以让气体有足够时间与外界进行热交换,保持温度不变,故C正确;
D.快速推拉柱塞会导致气体温度变化,且来不及热交换,破坏等温条件,故D错误。
故选AC。
【小问3详解】
根据理想气体状态方程
可得
在图像中,图线的斜率
若用手握住注射器空气柱部分,气体温度升高,则图线斜率变大。图乙中线的斜率最大,故该同学可能得到的图像是。
【小问4详解】
A.在图像中,等温线为双曲线。根据,温度越高,乘积越大,等温线离原点越远。因为,所以对应的图线应在上方,故A错误;
B.同理,对应的图线应在上方,故B正确;
C.在图像中,图线为过原点的直线,斜率。因为,所以对应的图线斜率较大,故C正确;
D.因为,对应的图线斜率应较大,图中斜率较大,故D错误。
故选BC。
四、解答题:本题共3个小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不得分,有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位
13. 如图,医院消毒用的压缩式喷雾器储液桶的容量为5.7×10-3m3,开始时桶内倒入了4.2×10-3m3的药液。现关闭进气口,开始打气,每次能打进2.5×10-4m3的空气,假设打气过程中药液不会向外喷出。当打气n次后,喷雾器内空气的压强达到4atm,设周围环境温度不变,气压为标准大气压强1atm,则
(1)求出n的数值;
(2)试判断这个压强能否使喷雾器内的药液全部喷完。
【答案】(1)18(2)能
【解析】
【详解】(1)根据理想气体状态方程的分列式,得
p0V+p0nV′=4p0V
其中V=5.7×10-3m3-4.2×10-3m3=1.5×10-3m3,V′=0.25×10-3m3
代入数值,解得
n=18
(2)当空气完全充满储液桶后,如果空气压强仍然大于标准大气压,则药液可以全部喷出.
由于温度不变,根据玻意耳定律p1V1=p2V2,得
解得
p=1.053p0>p0
所以药液能全部喷出。
14. 一定质量的理想气体经历了如图所示的A→B→C→D→A循环,该过程每个状态视为平衡态,各状态参数如图所示。A状态的压强为,求:
(1)B状态的温度;
(2)C状态的压强;
(3)完成一次循环,气体与外界热交换的热量。
【答案】(1)600K
(2)
(3)放热150J
【解析】
【小问1详解】
AB线为过原点的倾斜直线,根据可知,该线为等压线,根据盖吕萨克定律有
代入图中数据,解得
【小问2详解】
对AC状态有
代入图中数据,解得
【小问3详解】
理想气体从A状态到B状态的过程中,外界对气体做功
从C状态到D状态的过程中,外界对气体做功
一次循环过程中外界对气体所做的总功
理想气体从A状态完成一次循环,回到A状态,始末温度不变,所以内能不变。根据
解得
故完成一次循环,气体向外界放热150J。
15. 如图所示,厚度相同,截面半径为的半圆形透明介质,、为弧面上的两点,过圆心且垂直于,其中弧对应的圆心角为,弧对应的圆心角为,一束平行单色光垂直射入介质,其中射到点的光刚好不能从介质中射出。求:
(1)单色光从射入第一次传播到点的时间;
(2)射到点的光从介质中射出时与所成的锐角。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
光射到点时,光刚好不从棱镜中射出,即光在点发生全反射,作出光路图如图甲所示
由几何关系可知,光束在棱镜中的入射角为
由公式
解得
单色光在介质中传播速度
光第一次传播到的距离
光第一次传播到点的时间
【小问2详解】
光束射到点时,由几何关系可知光在棱镜中的入射角,所以光线能从弧面射出,设该光与交于点,作出光路图,如图乙所示
设光束从点出射的折射角为,则有折射定律
解得
由几何关系可知
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