内容正文:
铜川市一中2026—2027学年度第一学期高二年级(2028届)第一次月考
物理试卷
考生注意:本试卷分为第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,满分100分,考试用时75分钟。
第Ⅰ卷(共46分)
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,共28分;第8-10题有多项符合题目要求,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. 西晋的《博物志杂说上》记载:“今人梳头著髻时,有随梳解结有光者,亦有咤声。”这是关于摩擦起电的记载。关于摩擦起电,下列说法中正确的是( )
A. 摩擦起电,使质子从梳子转移到头发上
B. 梳子和头发摩擦后,带等量异种电荷
C. 摩擦能产生电子和质子
D. 摩擦起电表明,电荷的总量并不守恒
2. 如图所示,两光屏间放有两个透振方向平行的偏振片,它们四者共轴且平行,现让太阳光沿轴线通过上的小孔照射到固定不动的上,再使绕轴匀速转动。关于上光的亮度变化情况,下列说法中正确的是( )
A. 逐渐变亮
B. 逐渐变暗
C. 先变亮后变暗
D. 先变暗后变亮
3. “日晕”是日光通过卷层云时,受到冰晶的折射或反射形成的,如图所示,为一束太阳光照射到六角形冰晶上时的光路图,a、b为其折射出的光线中的两种单色光,下列说法正确的是( )
A. a光的频率大于b光的频率
B. 在冰晶中的传播速度a光大于b光
C. a、b两束光可以发生干涉现象
D. 用同一双缝干涉装置进行实验,a光条纹间距小于b光
4. 在判断工件表面是否平整时,检测人员将一个标准样板放在被检工件的上面,在样板的一端垫两张纸片,使样板与被检工件之间形成一个楔形空气薄膜。现用红光向下照射,看到如图所示的明、暗相间的干涉条纹,下列说法正确的是( )
A. 任意相邻明条纹或暗条纹中线所对应的薄膜厚度差恒定
B. 干涉条纹中弯曲部分对应的工件表面凹陷
C. 若抽去一张纸片,条纹将变密
D. 若换用蓝光进行实验,条纹将变稀疏
5. 如图所示为截面是半径为R的半圆形玻璃砖放在水平面上,直径CD与水平面平行,A是玻璃砖与水平面的切点,一束光由真空与CD面成从圆心O入射,当时,折射光线照射到B点,测得,则下列说法正确的是( )
A. 玻璃砖的折射率是
B. 玻璃砖的折射率是
C. 增大,光线在CD面上将发生全反射
D. 减小,光线在CD面上将发生全反射
6. 如图所示,一对用绝缘柱支撑的金属导体A和B彼此接触。起初它们不带电,贴在下部的两金属箔是闭合的。现将一个带正电的导体球C靠近导体A,如图所示,下列说法正确的是( )
A. 导体A下面的金属箔张开,导体B下面的金属箔仍闭合
B. 导体A的部分正电荷转移到导体B上,导体A带负电
C. 导体A、B带不等量异种电荷
D. 将导体A、B分开后,再移走C,则A带负电
7. 如图,某大型音乐喷泉广场建有一个蓄水深度的景观安全水池,水的折射率为,池底有一景观灯,灯可视为点光源。则水面上圆形“发光”区域的面积为( )
A. B. C. D.
8. 以下四幅图片:图甲是单色光的衍射图样,图乙是双缝干涉示意图,图丙是两束单色光射向水面点,经折射后组成一束复色光,图丁是自然光通过偏振片的实验结果,右边是光屏,当固定不动缓慢转动时,光屏上的光亮度将明暗交替变化。下列说法中正确的是( )
A. 图甲中,中央条纹特别宽特别亮,两侧的亮纹比较窄比较暗
B. 图乙中,若只增大屏到挡板间距离,两相邻亮条纹间距离将减小
C. 图丙中,以水下某一点为光源向水面发射复色光,光更容易发生全反射
D. 图丁中,这种现象表明光是横波,利用这种原理可以制作3D电影
9. 在光学镜头表面常镀有一层光学薄膜,可以减小反射光强度,增大透射光的强度。下列现象包含的原理与其相同的是( )
A. 光导纤维 B. 用单色光检查工件表面的平整度
C. 泊松亮斑 D. 肥皂泡上的彩色条纹
10. 光纤通信有传输容量大、衰减小、抗干扰性及保密性强等多方面的优点。如图甲是光纤的示意图,图乙是光纤简化示意图内芯简化为长直玻璃丝,外套简化为真空,玻璃丝长AC=L,折射率为n,AB、CD代表端面,光从AB端面以某一入射角进入玻璃丝,在玻璃丝内部恰好发生全反射,已知光在真空中的传播速度为c,下列选项正确的是( )
A.
B. 内芯相对于外套是光疏介质
C. 光在玻璃丝中传播的速度为nc
D. 光在玻璃丝中从AB端面传播到CD端面所用的时间为
第Ⅱ卷(共54分)
二、实验题(每空2分,共16分)
11.
(1)“测定玻璃的折射率”的实验中,在白纸上放好玻璃砖,和分别是玻璃砖与空气的两个界面,如图所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和,用“+”表示大头针的位置,然后在另一侧透过玻璃砖观察,并依次插上大头针和。在插和时,应使________(选填选项前的字母)。
A. 只挡住的像 B. 只挡住的像 C. 同时挡住、的像
(2)为了减小实验误差,实验时应注意的是________。
A. 入射角应尽量小些
B. 玻璃砖的宽度宜小一些
C. 大头针应垂直插在纸面上
D. 大头针、之间的距离及大头针、之间的距离应适当大些
(3)某同学在画界面时,不小心将两界面、间距画得比玻璃砖宽度大些,如下图所示,则他测得的折射率与真实值相比________(选填“偏大”、“偏小”、“不变”或“无法确定”)。
12. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,将器材按要求安装,如图(a)所示,现选用缝间距d=0.20mm的双缝片,像屏与双缝片间的距离L=500mm。
(1)如图所示,a、b、c、d四个图是不同的双缝干涉或单缝衍射图样。分析各图样的特点可以得到:c、d是光的______图样(选填“双缝干涉”或“单缝衍射”),若采用的实验装置相同,则形成a图样的光的波长______(选填“大于”“小于”或“等于”)b图样的光的波长。
(2)关于该实验,下列说法正确的是 。
A. 若想减少从目镜中观察到的条纹个数,可增大双缝间距
B. 若要将红光干涉更换成绿光干涉,需要更换单缝
C. 将滤光片由红色换成蓝色,其他条件保持不变,干涉条纹间距变窄
(3)某次实验中,已知单缝宽度d1=0.10mm,单缝到毛玻璃距离L1=80cm,双缝宽度d2=0.20mm,双缝到毛玻璃距离L2=70cm,将分划板中心线对准左边某亮纹中心时计数为1,手轮上读数为12.50mm;接着转动手轮,使分划板中心刻线扫到第6亮条纹中心,此时手轮上示数如图(b)所示,读数x2=__________mm。该光的波长λ=_________m(结果保留两位有效数字)。
三、计算题(本题共3小题,共计38分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位)
13. 光以入射角从空气射入某玻璃中,折射角,光在真空中传播速度。求:
(1)该玻璃的折射率;
(2)光在该玻璃中的传播速度。
14. 如下图所示,在某次双缝干涉实验中,处到和的距离相等,所以处出现亮条纹,称为中央亮纹。处是中央亮条纹往上数的第一条亮纹,已知从和发来的两束相干光到处的路程差是,求:(已知光的传播速度)
(1)实验所用的单色光的频率是多少?
(2)从往下数的第二条暗条纹到两双缝的路程差为多少?
(3)若到的距离为,双缝到光屏的距离为,那么双缝之间的距离为多少?
15. 如图所示,一半径为R的半圆形玻璃砖平放在水平面上,O为横截面的圆心,AB面涂有反光材料,BC为一个与玻璃砖相切于B点的屏。一束极细的单色光以平行于BC的方向照射到玻璃砖上的D点,经AB面一次反射后从E点射出。图中OD与AB的夹角。已知光在真空中的传播速度为c,求:
(1)玻璃砖对该单色光的折射率。
(2)光线从D点至射到屏上经历的时间。
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铜川市一中2026—2027学年度第一学期高二年级(2028届)第一次月考
物理试卷
考生注意:本试卷分为第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,满分100分,考试用时75分钟。
第Ⅰ卷(共46分)
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,共28分;第8-10题有多项符合题目要求,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. 西晋的《博物志杂说上》记载:“今人梳头著髻时,有随梳解结有光者,亦有咤声。”这是关于摩擦起电的记载。关于摩擦起电,下列说法中正确的是( )
A. 摩擦起电,使质子从梳子转移到头发上
B. 梳子和头发摩擦后,带等量异种电荷
C. 摩擦能产生电子和质子
D. 摩擦起电表明,电荷的总量并不守恒
【答案】B
【解析】
【详解】A.摩擦起电的本质是电子的转移,而非质子(质子位于原子核内,通常无法自由移动),故A错误;
B.梳子和头发摩擦时,电子从一个物体转移到另一个物体,两者分别带上等量异种电荷,故B正确;
C.摩擦不会产生新的电子或质子,只是导致电子转移,故C错误;
D.电荷总量在摩擦前后始终守恒,故D错误。
故选B。
2. 如图所示,两光屏间放有两个透振方向平行的偏振片,它们四者共轴且平行,现让太阳光沿轴线通过上的小孔照射到固定不动的上,再使绕轴匀速转动。关于上光的亮度变化情况,下列说法中正确的是( )
A. 逐渐变亮
B. 逐渐变暗
C. 先变亮后变暗
D. 先变暗后变亮
【答案】B
【解析】
【详解】太阳光是自然光,通过偏振片P后,变为偏振光。设通过P后的光强度为。 偏振片P和Q的透振方向初始时是平行的。当偏振片Q绕轴线转动时,设其透振方向与P的透振方向(即入射偏振光的振动方向)的夹角为。根据马吕斯定律,通过Q的光强度与夹角的关系为: 初始状态,P和Q的透振方向平行,,此时通过Q的光强度最大,。 当Q绕轴匀速转动时,夹角从均匀增大到。 在这个过程中,的值从1减小到0,因此的值也从1单调减小到0。 所以,通过Q到达光屏N上的光强度从逐渐减小到0,即光屏N上的亮度逐渐变暗。
故选B。
3. “日晕”是日光通过卷层云时,受到冰晶的折射或反射形成的,如图所示,为一束太阳光照射到六角形冰晶上时的光路图,a、b为其折射出的光线中的两种单色光,下列说法正确的是( )
A. a光的频率大于b光的频率
B. 在冰晶中的传播速度a光大于b光
C. a、b两束光可以发生干涉现象
D. 用同一双缝干涉装置进行实验,a光条纹间距小于b光
【答案】B
【解析】
【详解】A.光从空气进入同一种介质时,频率越大,折射率越大,由图中光的偏折程度可知,b的折射率大于a的折射率,故b光频率大于a光频率,a光的波长大于b光波长,故A错误;
B.根据可知,在冰晶中,a的传播速度大于b的传播速度,故B正确;
C.干涉的条件是两束光频率相同,a、b两束光频率不同,不能发生干涉现象,故C错误;
D.根据可知,a光的波长大于b光波长,则a光条纹间距大于b光,故D错误。
故选B。
4. 在判断工件表面是否平整时,检测人员将一个标准样板放在被检工件的上面,在样板的一端垫两张纸片,使样板与被检工件之间形成一个楔形空气薄膜。现用红光向下照射,看到如图所示的明、暗相间的干涉条纹,下列说法正确的是( )
A. 任意相邻明条纹或暗条纹中线所对应的薄膜厚度差恒定
B. 干涉条纹中弯曲部分对应的工件表面凹陷
C. 若抽去一张纸片,条纹将变密
D. 若换用蓝光进行实验,条纹将变稀疏
【答案】A
【解析】
【详解】A.在劈尖干涉中,相邻两条明条纹(或暗条纹)对应的空气薄膜厚度差为,这是一个恒定值,与位置无关,故A正确;
B.由图可知,干涉条纹向右(劈尖厚端)弯曲。根据等厚干涉原理,同一条纹上各点对应的空气膜厚度相等。条纹向右弯曲,说明弯曲处对应的空气膜厚度与左侧较薄处的厚度相同,空气膜变薄说明工件表面向上凸起。故B错误;
C.若抽去一张纸片,劈尖倾角减小。根据条纹间距公式可知,减小,增大,条纹将变疏,故C错误;
D.若换用蓝光进行实验,光的波长减小。根据可知,减小,减小,条纹将变密,故D错误。
故选A。
5. 如图所示为截面是半径为R的半圆形玻璃砖放在水平面上,直径CD与水平面平行,A是玻璃砖与水平面的切点,一束光由真空与CD面成从圆心O入射,当时,折射光线照射到B点,测得,则下列说法正确的是( )
A. 玻璃砖的折射率是
B. 玻璃砖的折射率是
C. 增大,光线在CD面上将发生全反射
D. 减小,光线在CD面上将发生全反射
【答案】A
【解析】
【详解】AB.过O点作法线,可知入射角
折射光线过半圆形的半径,也就是沿着法线方向,在界面直接射出。如图所示
由于,折射角,玻璃砖的折射率,故A正确,B错误;
CD.发生全反射的条件是光由光密介质射向光疏介质,且入射角大于全反射临界角。无论增大还是减小,光线在CAD面上入射时都与法线方向重合,入射角度为0,不会发生全反射,故CD错误。
故选A。
6. 如图所示,一对用绝缘柱支撑的金属导体A和B彼此接触。起初它们不带电,贴在下部的两金属箔是闭合的。现将一个带正电的导体球C靠近导体A,如图所示,下列说法正确的是( )
A. 导体A下面的金属箔张开,导体B下面的金属箔仍闭合
B. 导体A的部分正电荷转移到导体B上,导体A带负电
C. 导体A、B带不等量异种电荷
D. 将导体A、B分开后,再移走C,则A带负电
【答案】D
【解析】
【详解】A.A、B两端都感应出电荷,两金属箔均张开,故A错误;
B.感应起电是电子从B端转移到A端,使得A端带负电,B端带正电,不是正电荷转移,故B错误;
C.A、B整体原来不带电,感应起电后A、B两端带等量异种电荷,故C错误;
D.先将A、B分开,再移走C,则A端带负电保留,故D正确。
故选D。
7. 如图,某大型音乐喷泉广场建有一个蓄水深度的景观安全水池,水的折射率为,池底有一景观灯,灯可视为点光源。则水面上圆形“发光”区域的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据全反射临界角公式可得
则有
设站在岸上的游客能观察到水面圆形“发光”区域的半径为r,根据几何关系可得
则水面上圆形“发光”区域的面积为
联立解得
故选C。
8. 以下四幅图片:图甲是单色光的衍射图样,图乙是双缝干涉示意图,图丙是两束单色光射向水面点,经折射后组成一束复色光,图丁是自然光通过偏振片的实验结果,右边是光屏,当固定不动缓慢转动时,光屏上的光亮度将明暗交替变化。下列说法中正确的是( )
A. 图甲中,中央条纹特别宽特别亮,两侧的亮纹比较窄比较暗
B. 图乙中,若只增大屏到挡板间距离,两相邻亮条纹间距离将减小
C. 图丙中,以水下某一点为光源向水面发射复色光,光更容易发生全反射
D. 图丁中,这种现象表明光是横波,利用这种原理可以制作3D电影
【答案】AD
【解析】
【详解】A.图甲是单色光的衍射图样,中央条纹特别宽特别亮,两侧的亮纹比较窄比较暗,故A正确;
B. 图乙是双缝干涉示意图。由,可知只增大屏到挡板间距离,两相邻亮条纹间距离将增大,故B错误;
C.由折射率公式可知光的折射率小,光的折射率大;由可知光的临界角较小,以水下某一点为光源向水面发射复色光,光更容易发生全反射,故C错误;
D.图丁是光的偏振现象,这种现象表明光是横波,故D正确。
故选AD。
9. 在光学镜头表面常镀有一层光学薄膜,可以减小反射光强度,增大透射光的强度。下列现象包含的原理与其相同的是( )
A. 光导纤维 B. 用单色光检查工件表面的平整度
C. 泊松亮斑 D. 肥皂泡上的彩色条纹
【答案】BD
【解析】
【详解】光学镜头表面的增透膜是利用薄膜干涉原理。当光照射到薄膜上时,从膜的前表面和后表面反射回来的两列光波发生叠加。如果膜的厚度合适,通常是光在膜中波长的,两列反射光波的路程差为半波长的奇数倍,发生相消干涉,从而减弱反射光,增强透射光。
A. 光导纤维利用的是光的全反射原理,光在光纤内芯和外套的界面上发生全反射,从而在光纤内传播,故A错误;
B.用单色光检查工件表面的平整度,利用的是劈尖干涉。利用标准样板和工件表面之间形成的空气劈尖,光在空气膜上下表面反射发生干涉,通过条纹形状判断平整度。原理也是薄膜干涉,是空气膜干涉,故B正确;
C.泊松亮斑是光绕过不透明圆盘传播到阴影中心形成的亮斑,属于光的衍射现象,故C错误; D.肥皂泡上的彩色条纹,是光照射到肥皂泡薄膜上,前后表面反射光发生薄膜干涉,不同波长的光干涉加强或减弱的位置不同,从而形成彩色条纹。这与增透膜原理完全相同,且都是介质膜干涉,故D正确。
故选BD。
10. 光纤通信有传输容量大、衰减小、抗干扰性及保密性强等多方面的优点。如图甲是光纤的示意图,图乙是光纤简化示意图内芯简化为长直玻璃丝,外套简化为真空,玻璃丝长AC=L,折射率为n,AB、CD代表端面,光从AB端面以某一入射角进入玻璃丝,在玻璃丝内部恰好发生全反射,已知光在真空中的传播速度为c,下列选项正确的是( )
A.
B. 内芯相对于外套是光疏介质
C. 光在玻璃丝中传播的速度为nc
D. 光在玻璃丝中从AB端面传播到CD端面所用的时间为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由折射定律得,由全反射临界条件得,且。
由几何关系得
代入前式得,故A正确;
B.全反射要求光从光密介质射向光疏介质,外套是真空,折射率为,内芯折射率为,所以内芯相对于外套是光密介质,故B错误;
C.折射率与介质中光速的关系为,所以玻璃丝中光速为,故C错误;
D.作出光路图如图所示
设光线在玻璃丝内的实际路程为。由临界条件和几何关系得
所以
玻璃丝中光速为
由运动学定义得,代入和得,故D正确。
故选AD。
第Ⅱ卷(共54分)
二、实验题(每空2分,共16分)
11.
(1)“测定玻璃的折射率”的实验中,在白纸上放好玻璃砖,和分别是玻璃砖与空气的两个界面,如图所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和,用“+”表示大头针的位置,然后在另一侧透过玻璃砖观察,并依次插上大头针和。在插和时,应使________(选填选项前的字母)。
A. 只挡住的像 B. 只挡住的像 C. 同时挡住、的像
(2)为了减小实验误差,实验时应注意的是________。
A. 入射角应尽量小些
B. 玻璃砖的宽度宜小一些
C. 大头针应垂直插在纸面上
D. 大头针、之间的距离及大头针、之间的距离应适当大些
(3)某同学在画界面时,不小心将两界面、间距画得比玻璃砖宽度大些,如下图所示,则他测得的折射率与真实值相比________(选填“偏大”、“偏小”、“不变”或“无法确定”)。
【答案】(1)C (2)CD
(3)偏小
【解析】
【小问1详解】
根据实验原理可知,在插和时,应使挡住和的像,使挡住、的像和。
故选C。
【小问2详解】
A.为减小实验误差,入射角应适当大些,故A错误;
B.为减小实验误差,玻璃砖的宽度宜大一些,故B错误;
C.为了便于大头针挡住前面大头针的像,大头针应垂直地插在纸面上,故C正确;
D.为减小实验误差,、之间的距离及大头针、之间的距离应适当大些,故D正确。
故选CD。
【小问3详解】
根据题意,作出真实光路图,如图所示
由图可知,入射角不变,但是折射角测量值变大,根据折射定律可知,所测折射率偏小。
12. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,将器材按要求安装,如图(a)所示,现选用缝间距d=0.20mm的双缝片,像屏与双缝片间的距离L=500mm。
(1)如图所示,a、b、c、d四个图是不同的双缝干涉或单缝衍射图样。分析各图样的特点可以得到:c、d是光的______图样(选填“双缝干涉”或“单缝衍射”),若采用的实验装置相同,则形成a图样的光的波长______(选填“大于”“小于”或“等于”)b图样的光的波长。
(2)关于该实验,下列说法正确的是 。
A. 若想减少从目镜中观察到的条纹个数,可增大双缝间距
B. 若要将红光干涉更换成绿光干涉,需要更换单缝
C. 将滤光片由红色换成蓝色,其他条件保持不变,干涉条纹间距变窄
(3)某次实验中,已知单缝宽度d1=0.10mm,单缝到毛玻璃距离L1=80cm,双缝宽度d2=0.20mm,双缝到毛玻璃距离L2=70cm,将分划板中心线对准左边某亮纹中心时计数为1,手轮上读数为12.50mm;接着转动手轮,使分划板中心刻线扫到第6亮条纹中心,此时手轮上示数如图(b)所示,读数x2=__________mm。该光的波长λ=_________m(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1) ①. 单缝衍射 ②. 大于 (2)C
(3) ①. 24.55 ②.
【解析】
【小问1详解】
[1]单缝衍射条纹间距不相等,中间宽,两侧窄,故c、d是光的单缝衍射图样;
[2]双缝干涉条纹间距相等,条纹的宽度,a图样中条纹间距大于b图样,故形成a图样的光的波长大于b图样的光的波长。
【小问2详解】
A.若想减少从目镜中观察到的条纹个数,则条纹的宽度将增大,根据,可减小双缝间距,故A错误;
B.若要将红光干涉更换成绿光干涉,更换滤光片即可,不需要更换单缝,故B错误;
C.若将滤光片由红色换成蓝色,则波长变小,根据,干涉条纹间距将变窄,故C正确。
故选C。
【小问3详解】
[1]游标卡尺精确度为0.05mm,读数
[2] 相邻亮条纹间距为,根据
解得
三、计算题(本题共3小题,共计38分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位)
13. 光以入射角从空气射入某玻璃中,折射角,光在真空中传播速度。求:
(1)该玻璃的折射率;
(2)光在该玻璃中的传播速度。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据折射定律有
【小问2详解】
根据折射率与传播速度关系
可知
14. 如下图所示,在某次双缝干涉实验中,处到和的距离相等,所以处出现亮条纹,称为中央亮纹。处是中央亮条纹往上数的第一条亮纹,已知从和发来的两束相干光到处的路程差是,求:(已知光的传播速度)
(1)实验所用的单色光的频率是多少?
(2)从往下数的第二条暗条纹到两双缝的路程差为多少?
(3)若到的距离为,双缝到光屏的距离为,那么双缝之间的距离为多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
双缝干涉的亮条纹对应的路程差为波长的整数倍。为中央亮纹上方的第一条亮纹,其路程差等于一个波长,因此。用表示光的传播速度,由波长、频率与光速的关系有
解得
【小问2详解】
暗条纹对应的路程差为半波长的奇数倍。从中央亮纹向下数,第一条暗条纹对应半个波长,第二条暗条纹对应一个半波长。以表示第二条暗条纹到两缝的路程差的大小,则
【小问3详解】
设双缝间距为,双缝到光屏的距离为,相邻亮条纹的间距为。与分别为中央亮纹和其上方第一条亮纹,二者间距等于相邻亮条纹间距,根据双缝干涉条纹间距公式可得
代入第(1)问求得的波长及双缝到光屏的距离,解得
15. 如图所示,一半径为R的半圆形玻璃砖平放在水平面上,O为横截面的圆心,AB面涂有反光材料,BC为一个与玻璃砖相切于B点的屏。一束极细的单色光以平行于BC的方向照射到玻璃砖上的D点,经AB面一次反射后从E点射出。图中OD与AB的夹角。已知光在真空中的传播速度为c,求:
(1)玻璃砖对该单色光的折射率。
(2)光线从D点至射到屏上经历的时间。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
入射光平行于竖直的屏(即入射光为竖直向下方向),已知与水平夹角,因此入射光线与点法线(即半径)的夹角为入射角。光在点的折射光线射向面,经面反射后从点射出,最后射到屏上,光路图如图所示
结合的条件,可得点的折射光线与的夹角为折射角。由此根据光的折射定律可得折射率
【小问2详解】
由几何关系,光线与法线的夹角,那么光在玻璃砖内的路径为到面的反射点、再到点,总长度
光在玻璃砖内的传播速度
因此玻璃砖内的传播时间:
光从点出射时,由几何关系和折射定律可得出射角为,出射光线到屏的光程
因此空气中的传播时间:
光线从D点至射到屏上经历的总时间:
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