2020 届湖北省、龙泉中学高三(下)6 月联考理综物理试题
二、选择题:本题共 8 小题,每小题 6 分。在每小题给出的四个选项中,第 14~18 题只有一
项符合题目要求,第 19~21 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.下列说法正确的是( )
A. 在关于物质波的表达式 ε=hv 和 中,能量ε 和动量 p 是描述物质的粒子性的重要物理量,波长λ
和频率 ν 是描述物质的波动性的典型物理量
B. Th(钍)核衰变为 Pa(镤)核时,衰变前 Th 核质量等于衰变后 Pa 核与 β 粒子的总质量
C. 根据玻尔理论,氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,同时电子的
动能减小
D. 光电效应 实验结论是:对于某种金属,超过极限频率的入射光的频率越高,所产生的光电流就越强
【答案】A
【解析】
【详解】A. 在关于物质波的表达式 ε=hv 和 中,能量 ε 和动量 p 是描述物质的粒子性的重要物理量,
波长 λ 和频率 ν 是描述物质的波动性的典型物理量,故 A 正确.
B. 由质量数守恒可知,钍核衰变为镤核,衰变前 Th 核质量数等于衰变后 Pa 核与 β 粒子的质量数之和,单
是衰变前 Th 核质量大于衰变后 Pa 核与 β 粒子的总质量.故 B 错误.
C.根据玻尔理论,氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,库仑力对电
子做正功,所以电子的动能增加,电势能减小,故 C 错误.
D. 对于某种金属,超过极限频率的入射光的频率越高,根据光电效应方程可知,所产生的光子的初动能增
大.故 D 错误.
2.如图所示,实线为方向未知的三条电场线,虚线分别为等势线 1、2、3,已知 MN=NQ,a、b 两带电粒子
从等势线 2 上的 O 点以相同的初速度飞出.仅在电场力作用下,两粒子的运动轨迹如图所示,则( )
A. a 一定带正电,b 一定带负电
的
hp λ=
234
90
234
91
hp λ=B. a 加速度减小,b 加速度增大
C. MN 两点电势差|UMN|大于 NQ 两点电势差|UNQ|
D. a 粒子到达等势线 3 的动能变化量比 b 粒子到达等势线 1 的动能变化量小
【答案】BC
【解析】
【分析】
根据曲线运动的知识判断粒子的受力方向,再根据带电粒子在电场中受力的规律即可判断电性,根据电场
线判断电场大小从而得到电场力的大小,根据牛顿第二定律即可判断加速度的变化;由电势差与电场强度
的关系可以判断电势差;粒子运动过程中电势能与动能相互转化,可通过判断电势能变化的大小来比较动
能变化量.
【详解】A.粒子受到的电场力一定与电场方向在同一直线上,再根据曲线运动的知识可知粒子受到的合外
力应指向弯曲的凹侧,可得 a、b 粒子电性相反,但条件没有给出电场线的方向,故无法判断电性;
B.由题意知 a 往电场线稀疏的区域运动,故电场力变小,加速度变小,b 相反,故 B 正确;
C.MN 之间平均电场比 NQ 之间的平均电场大,MN=NQ,有 U=Ed 可知,MN 之间的电势差更大,C 正确;
D.因为不知道两个粒子带电量的关系,故无法判断电势能的变化,也就没有办法比较动能变化量的关系.
【点睛】本题是电场中轨迹问题,常见题型,比较简单,需要注意不是匀强电场不能直接用 U=Ed.
3.如图(甲)所示,虚线右侧存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,正方形金属线框电阻为 R,边长是 L,自线框从
左边界进入磁场时开始计时,在外力作用下由静止开始,以垂直于磁场边界的恒定加速度 a 进入磁场区域,t1
时刻线框全部进入磁场.规定顺时针方向为感应电流 I 的正方向.外力大小为 F,线框中电功率的瞬时值为 P,
通过导体横截面的电荷量为 q,其中 P t 图像为抛物线.则图中这些量随时间变化的关系不正确的是 )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【解析】
详解】A.线框做匀加速运动,其速度 v=at,感应电动势 E=BLv,感应电流 ,i 与 t
成正比,故 A 错误;
B.线框进入磁场过程中受到的安培力 ,由牛顿第二定律得: ,得
【 E BLv BLati R R R
= = =
2 2
B
B L atF BiL R
= = BF F ma− =,F-t 图象是不过原点的倾斜直线,故 B 错误;
C.线框的电功率 ,P-t 图象是抛物线的一部分,故 C 正确;
D. 线框的位移 ,电荷量 ,q-t
图象应是抛物线,故 D 错误.
4.如图所示,水平放置的平行金属板 A、B 与电源相连,两板间电压为 U,距离为 d.两板之间有垂直于纸面
向里的匀强磁场,磁感应强度大小为 、圆心为 O 的圆形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应
强度大小为 。一束不计重力的带电粒子沿平行于金属板且垂直于磁场的方向射入金属板间,然后沿直线
运动,从 a 点射入圆形磁场,在圆形磁场中分成 1、2 两束粒子,两束粒子分别从 c、d 两点射出磁场。已
知 ab 为圆形区域的水平直径, , 不计粒子间相互作用,下列说法正确的是
( )
A. 金属板 A、B 分别接电源的负、正极
B. 进入圆形磁场的粒子的速度大小为
C. 1、2 两束粒子的比荷之比为 3:1
D. 1、2 两束粒子在圆形有界磁场中运动的时间之比为 3:2
【答案】D
【解析】
【详解】A.粒子在圆形磁场区域内向上偏转,根据左手定则可知粒子带正电;粒子在速度选择器内受到的
洛伦兹力的方向也向上,由于粒子在速度选择器内做匀速直线运动,可知粒子受到的电场力的方向向下,
所以电场的方向向下,金属板 A、B 分别接电源的正极、负极,A 错误;
B.金属板 AB 间的电场强度
由题意可知,正离子通过金属板 AB 之间做匀速直线运动,根据平衡条件有
2 2B L aF ma tR
= +
2
2 2 2( )BLaP i R t tR
= = ∝
21
2x at=
2
2 2
1• 2
2
BL atE BLx BLaq I t t t t tR t R R R R R
∆Φ ∆Φ= = = ∆ = =∆ = = ∝∆∆
1B
2B
60cOb °∠ = dOb 120°∠ =
1B d
U
UE d
=所以
B 错误;
C.轨迹如图
粒子在圆形磁场中的运动轨迹是一段圆弧,如下图所示, 是离子做圆周运动轨迹的圆心,从 c 点射出的
粒子的半径
由几何关系可知,从 d 点射出的粒子的半径
粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径
则 1、2 两束粒子的比荷之比为
C 错误;
D.根据周期公式
粒子在圆形有界磁场中运动的时间
1qE qvB=
1
Uv dB
=
'O
1 tan 60 3r R R= ° =
2
3tan30 3r R R= ° =
mvr qB
=
1
1 2
2 1
2
1
3
q
m r
q r
m
= =
2 mT qB
π=其中
所以 1、2 两束粒子在圆形有界磁场中运动的时间之比
D 正确。
故选 D。
5.2019 年 10 月 31 日为“2019 年国际暗物质日”,当天,中国锦屏实验室和英国伯毕实验室作为两个世界著
名暗物质实验室首次进行了公开互动。假设某一行星绕恒星中心转动,行星转动周期的理论值与实际观测
值之比 ,科学家推测,在以两星球球心连线为半径的球体空间中均匀分布着暗物质,设恒
星质量为 M,据此推测,暗物质的质量为
A. k2M B. 4k2M C. (k2-1)M D. (4k2-1)M
【答案】C
【解析】
【详解】ABCD. 球体空间中均匀分布着暗物质,设暗物质质量为 m,行星质量为 ,球心距离为 R,由万
有引力定律,行星转动周期的理论值为
行星转动周期的观测值为
解得
故 C 正确 ABD 错误。
2
mt T qB
θ θ
π= =
1
2
60 1
120 2
θ
θ
°= =°
1
2
3
2
t
t
=
( 1)T k kT
= >理论
观测
0m
2
0
02 2
4=MmG m RR T
π
理
( ) 2
0
02 2
+ 4=M m mG m RR T
π
观
( 1)T k kT
= >理论
观测
( )2= 1m k M−故选 C。
6.如图所示,一理想变压器原线圈匝数 n1=1000 匝,副线圈匝数 匝,原线圈中接一交变电源,交变
电源电压 u= (V).电流表和电压表都是理想电表,副线圈接有“220V,220W”的抽油烟机。
下列说法正确的是( )
A. 交变电流的频率为 100Hz
B. 电压表的示数是 1100 V
C. 电流表 的示数为 1 A,抽油烟机的内阻
D. 电流表 示数为 0.2A
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由交变电源电压表达式可知,交变电流的周期 ,则交流电的频率
A 错误;
B.由交变电源电压表达式可知交变电源电压的最大值 ,根据
而电压表的读数为有效值,B 正确;
C.抽油烟机的功率为 220W,则副线圈的电流
油烟机不是纯电阻电路,不能使用欧姆定律求其电阻值,所以其电阻不是 220Ω,C 错误;
D.原线圈中的电流根据
解得
的
2 200n =
1100 2sin100 tπ
2A 220Ω
1A
0.02sT =
1 50Hzf T
= =
1100 2V
= =1000V
2
UU 最大
有
2
2
1API U
= =
1 2
2 1
I n
I n
=电流表 的示数为 0.2A ,D 正确。
故选 BD。
7.如图所示,一质量为 m 的小球(可视为质点)从离地面高 H 处水平抛出,第一次落地时的水平位移为
,反弹的高度为 ,已知小球与地面接触过程中水平方向速度不变且与地面接触的时间为 t,重力
加速度为 g,不计摩擦和空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 第一次与地面接触的过程中,小球受到地面的平均作用力为
B. 第一次与地面接触的过程中,小球受到地面的平均作用力为
C. 小球第一次落地点到第二次落地点的水平距离为 2H
D. 小球第一次落地点到第二次落地点的水平距离为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.小球第一次与地面接触前的竖直分速度
解得
接触后的竖直分速度
解得
根据动量定理得
2
1 2
1
n 200 1A 0.2A1000I In
= = × =
1A
4 H3
9 H16
2
4
m gH mgt
+
7 2
4
m gH mgt
+
3
2 H
2
12 ygH v=
1 2yv gH=
2
2
92 16 y
Hg v=
2
9
8y
gHv =解得
A 错误 B 正确;
CD.小球第一次与地面接触的时间,根据
解得
水平分速度
解得
接触后根据
解得
可知小球第一次落地点和第二次落地点的水平距离
D 错误 C 正确。
故选 BC。
8.如图所示,一个半径和质量不计的定滑轮 O 固定在天花板上,物块 B 和 A 通过轻弹簧栓接在一起,竖直
放置在水平地面上保持静止后用不可伸长的轻绳绕过滑轮连接物块 A 和 C,物块 C 穿在竖直固定的细杆上,
OA 竖直,OC 间距 且水平,此时 A、C 间轻绳刚好拉直而无作用力。已知物块 A、B、C 质量均为
不计一切阻力和摩擦,g 取 。现将物块 C 由静止释放,下滑 时物块 B 刚好被提起,下列说法
正确的是( )
2 1( )y yFt mgt mv m v− = − −
7 2
4
m gHF mgt
= +
2
1
1
2H gt=
1
2t g
H=
1
4
3xx v t H= =
2 2
3x
gHv =
2
2
9 1
16 2H gt=
2
9
8
Ht g
=
'
22 2xx v t H= =
3ml = 2kg
210m/s 4mh =A. 弹簧的劲度系数为
B. 此过程中绳子对物块 A 做的功为 60J
C. 此时物块 A 速度的大小为
D. 绳子对物块 C 做功的大小大于物块 A 动能的增加量
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.初始 A 静止,由共点力的平衡可得
当 B 刚好被提起时,由平衡方程可得
由于过程中 C 下滑 4m,故可得
联立解得
故 A 正确;
BC.对 AC 及弹簧构成的整体系统,由于该过程中,除重力外,绳的拉力的功为零,弹簧的弹性势能不变,
故该过程系统机械能守恒,设当 C 下滑 4m 时其速度为 v,则此时 A 的速度为
故有
解得此时 A 的速度为
20N/m
108 m/s41
1mg kx=
2mg kx=
1 2 2mx x+ =
20N/mk =
1
4
5v v=
( ) C A
2
2
A 1 2 C
1 4 1
2 5 2m g x x m gh m v m v − + + = +
1
108 m/s41v =该过程,对 A 列动能定理可得
解得绳子对物块 A 做的功为
故 B 错误,C 正确;
D.由于该过程中,绳子对物块 C 做功的大小等于物块绳子对A做的功的大小,绳子对A做得正功减去重力
的负功为A物体动能的增量,故 D 正确。
故选 ACD。
第Ⅱ卷
三、非选择题:共 174 分,第 22~32 题为必考题,每个试题考生都必须作答。第 33~38 题
为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题:共 129 分。
9.如图所示是“探究影响通电导线受力的因素”的装置图。实验时,先保持导线通电部分的长度不变,改变
电流的大小;然后保持电流不变,改变导线通电部分的长度。每次导体棒在场内同一位置平衡时,悬线与
竖直方向的夹角为 。对该实验:
(1)下列说法正确的是___________
A.该实验探究了电流大小以及磁感应强度大小对安培力的影响
B.该实验探究了磁感应强度大小以及通电导体棒对安培力的影响
C.若想增大 ,可以把磁铁的 N 级和 S 级对调
D.若想减小 ,可以把接入电路的导体棒从 1、4 换成 2、3 两端
(2)若把电流为 I,且接通 2、3 时,导体棒受到的安培力记为 F1,当电流减半且接通 1、4 时,导体棒受
到的安培力为__________________。
【答案】 (1). D (2).
【解析】
【详解】(1)[1].AB.该实验探究了导体棒通长度和电流大小对安培力的影响,故 AB 错误;
C.把磁铁的 N 极和 S 极对调,不改变 B 的大小,故 F 不变,故 C 错误;
( ) 2
A 1 2 A 1
1
2m g x x W m v− + + =
55.6JW ≈
θ
θ
θ
1
3
2 FD.把接入电路的导体棒从 1、4 两端换成 2、3 两端,L 减小,故安培力 F 减小,则 θ 减小,故 D 正确;
故选 D。
(2)[2].若把电流为 I 且接通 2、3 时,导体棒受到的安培力记为 F1;则当电流减半且接通 1、4 时,导体
棒的安培力为
10.图甲所示为某实验小组测量 A、B 两个箱子质量的装置图,其中 D 为铁架台,E 为固定在铁架台上的轻质定
滑轮(质量和摩擦可忽略),F 为光电门,C 为固定在 A 上、宽度为 d 的细遮光条(质量不计).此外该实验小组还
准备了砝码一套(总质量 m0=1kg)和刻度尺等,请在以下实验步骤中按要求作答:
(1)在铁架台上标记一位置 O,并测得该位置与光电门之间的高度差 h.
(2)取出质量为 m 的砝码放在 A 中,剩余砝码都放在 B 中,让 A 从位置 O 由静止开始下降.
(3)记录下遮光条通过光电门的时间 t,根据所测数据计算出 A 下落到 F 处的速率 v=____;下落过程中的加速
度大小 a=______.
(4)改变 m,重复(2)(3)步骤,得到多组 m 及 a 的数据,作出____(填“a-m”或“a- ”)图像如图乙所示(图中横、纵
坐标物理量的单位均采用国际制单位)
(5)由图像可得,A 的质量 mA=____kg,B 的质量 mB=____kg(保留两位有效数字,重力加速度大小 g 取 10m/s2)
【答案】 (1). (2). (3). (4). 3.0kg (5). 1.0kg
【解析】
【详解】(1)由很短时间内的平均速度近似等于瞬时速度可知, ;
(2)由匀变速直线运动的速度位移公式得: ,解得: ;
1
3 332 2 2
IF B L BIL F′ = × × = =
1
m
d
t
2
22
d
ht
-a m
dv t
=
2
2
22 dah v t
= =
2
22
da ht
=(3)由牛顿第二定律得: ,解得:
,所以应作出 的图象;
(4)图象斜率为: ,截距为: ,联立解得:
.
11.如图甲所示,滑道项目大多建设在景区具有一定坡度的山坡间,成为游客的代步工具,又可以增加游玩
的趣味性,在某景区拟建一个滑道,示意图如图乙,滑道共三段,第一段是倾角比较大的加速下坡滑道
AB,第二段是倾角比较小的滑道 BC,游客在此段滑道恰好做匀速运动,若游客从静止开始在 A 点以加速度
做匀加速运动,经过 到 B 点并达到最大速度 ,然后进入 BC 段做匀速运动,设计的第三段上坡
滑道 CD 作为下客平台,使游客做匀减速运动后速度减为零(乘客经过两段轨道衔接处可视作速度大小不
变),游客乘坐滑道,从山顶 A 处到达下客平台 D 处总共用时 ,游客在各段滑道运动的总路程为
,求:
(1)在 AB 段运动加速度 的大小;
(2)乘客在 BC 段匀速运动的时间 。
【答案】(1)4m/s2;(2)3s
【解析】
【详解】(1)在 AB 段,由运动学公式得
代入数据解得
a1=4m/s2
(2)AB 段位移为
BC 段位移为
[ ]0 0( ) ( ) ( )A B A Bm m g m m m g m m m a+ − + − = + +
0
0
( ) 2A B
A B
m m m g mga m m m
− − += + + a m−
0
2 4
A B
g
m m m
=+ +
0
0
( ) 2A B
A B
g m m m
m m m
− − =+ +
3.0 , 1.0A Bm kg m kg= =
1a 4s 16m/s
8.5s
92m
1a
0t
B 0v va t
−= ∆
1 12
vL t=CD 段位移为
总位移为
L=L1+L2+L3
t=t1+t0+t3
可得
代入数据解得
12.如图,光滑的平行金属导轨水平放置,导轨间距为 L,左侧接一阻值为 R 的电阻.矩形区域 abfe 内存在
垂直轨道平面向下的有界匀强磁场,磁感应强度大小为 B.导轨上 ac 段和 bd 段单位长度的电阻为 r0,导轨
其余部分电阻不计,且 ac=bd=x1.一质量为 m,电阻不计的金属棒 MN 置于导轨上,与导轨垂直且接触良
好.金属棒受到一个水平拉力作用,从磁场的左边界由静止开始作匀加速直线运动,加速度大小为 a.棒运
动到 cd 处撤去外力,棒在运动到磁场右边界 ef 处恰好静止.求:
(1)金属棒在区域 abdc 内切割磁感线时产生的感应电动势随位移 x(相对 b 点)的表达式;
(2)试求撤去外力后在区域 cdfe 内切割磁感线时棒的速度 v 随位移 x(相对 d 点)的变化规律以及 df 的长
度 x2 应满足什么条件.
(3)金属棒在整个运动过程中电阻 R 的最大电流值和最小值.
【 答 案 】( 1 ) ( 2 ) ; ( 3 )
,
【解析】
【详解】(1)根据法拉第电磁感应定律得:
2 0L vt=
3 32
vL t=
( )0 02
vL t t vt= − +
0 3st =
2E BL ax=
2 2
1
1 .0
2 ( 2 )
B L xv ax m R x r
= − + 1 0 1
2 2 2
( 2 ) 2m R x r axx B L
+=
max
02
BL aI R r
= ⋅
1
max
0 1
2
2
BL axI R r x
= + ⋅
E BLv=根据速度位移公式得:
联立解得:
(2)根据速度位移公式得:
解得:
又回路中的总电阻:
根据动量定理得:
又
联立解得:
当 时,则有:
解得:
(3)在 df 段:速度减小,感应电动势减小且回路总电阻恒定,所以感应电流减小,当速度减为零时,感应
电流也为零,即电流最小值为零;或当 t=0 时电流最小值为零;
在 bd 段:
最大电流值讨论: ①当满足 ,即: ,且 (在 bd 段内能达到最大电
流),
②当 时,导体棒加速运动到 cd 处,
13.一定质量的理想气体从状态 A 变化到状态 B,再变化到状态 C,其状态变化过程的 pV 图象如图所示.则
根据图象上所提供的数据可以得到该气体从状态 A 到状态 C 的过程中内能的变化量是______;该气体从状
态 A 到状态 C 的过程中______(填“吸收”或“放出”)的热量是_______J.(大气压强 p0=1.0×105 Pa)
2 2v ax=
2E BL ax=
2
1 12v ax=
1 12v ax=
0 1= 2 ·R R r x+总
1mv mv BIL t− = − ∆
2BLxq I t R R总 总
∆Φ= ∆ = =
2 2
2
1
1 .0
2 ( 2 )
B L xv ax m R x r
= − +
0v =
2 2
2
1
1 .0
2( 2 )
B L x axm R x r
=+
1 0 1
2 2 2
( 2 ) 2m R x r axx B L
+=
2
0 0
12 2
BLat BLaI RR r at r att
= =
+ ⋅ + ⋅
0
R r att
= ⋅
0
Rt r a
= ⋅
1
0
2xR
r a a
≤⋅
max
02
BL aI R r
= ⋅
1
0
2xR
r a a
>⋅
1
max
0 1
2
2
BL axI R r x
= + ⋅【答案】 (1). 0; (2). 吸收; (3). 2000
【解析】
【详解】[1][2][3].A、C 两个状态的温度相等,所以内能的变化量 ΔU=0.从状态 A 到状态 C 的过程中,
气体体积增大,对外做功
W=-p0ΔV=-2000 J
根据热力学第一定律 ΔU=W+Q ,此过程中需要吸收热量,吸收的热量 Q=2000J.
14.如图为某高压锅结构示意图,锅盖上有两个气孔,气孔 1 使锅内与外界连通,此时锅内气体与外界大气
压强相等。当锅内温度达到 40℃时,气孔 1 会封闭,将锅内外隔离。若锅内温度继续升高,锅内气体压强
增大,当压强增大到设计的最大值时,气体会顶起气孔 2 上的限压阀。已知限压阀的质量为 20g,气孔 2 的
横截面积为 ,锅的容积为 ,现在锅内放入 20℃、极少量的水,然后盖好锅盖加热,很快水
完全汽化后气孔 1 封闭。求:(气体可视为理想气体,大气压强 )
(1)气孔 2 上的限压阀被顶起时,锅内气体的温度是多少?
(2)从气孔 1 封闭到温度升到 120℃,漏出的气体占气孔 1 封闭时锅内气体的百分比。
【答案】(1)118.25℃;(2)0.50%
【解析】
【详解】(1)气体在气孔 1 封闭到气孔 2 上 限压阀被顶起的过程中,据查理定律
限压阀
的
28mm 30.04m
5
0 1.0 10 Pap = ×
1 2
1 2
p p
T T
=
1 0p p=解得
(2)密封的气体在限压阀顶起至升温到 120℃进行等压变化,据盖吕萨克定律
漏出的气体的占气孔 1 封闭后锅内气体的百分比为
代入数据解得
15.下列说法中正确的是( )
A. 任何变化的磁场都要在周围空间产生变化的电场
B. 机械波的传播需要介质,而电磁波可以在真空中传播
C. 红外体温计通过发射红外线照射人体来测体温
D. 振荡磁场在周围空间产生同频率的振荡电场
E. 在如图所示的振荡电路中,当 M、N 间电势差随电流的变化达到最大值时磁场能刚好全部转化为电场能
【答案】BDE
【解析】
【详解】A.均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场,故 A 错误;
B.机械波的传播需要介质,而电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播,故 B 正确;
2 0 0 0p S p S mg= +
1 273K 40K 313KT = + =
22 273KT t= +
2 118.25 Ct = °
1 2
2 3
V V
T T
=
2 1V V V∆ = −
1
100V
V
η ∆= × %
0.50η = %C.红外体温计通过感知人体发出的红外线来测体温,故 C 错误;
D.只有振荡磁场才能在周围空间产生同频率的振荡电场,故 D 正确;
E.当 M、N 间电势差随电流的变化达到最大值时,即电容器带电荷量最多时,磁场能刚好全部转化为电场
能,故 E 正确。
故选 BDE。
16.如图甲所示,某同学在实验室测某玻璃的折射率。让一束单色光从空气中斜射向某透明玻璃砖的表面,
测得单色光与玻璃表面夹角为 30°,经该玻璃折射后又测得折射角为 30°。
(1)该玻璃的折射率 n 是多少?
(2)如果将该种玻璃制成图乙所示 形状,图丙是它的截面图,左侧是半径为 R 的半圆,右侧是长 4R、宽 2R
的矩形。仍让这束单色光从左侧 A 点沿半径方向与上表面成 45°角射入该玻璃制品,则该单色光从 A 点射入
玻璃制品到刚好射出玻璃制品的时间为多少?(光在空气中的速度为 c,结果可保留根号)
【答案】(1) ;(2)
【解析】
【详解】(1)由图可知,该玻璃的折射率为
(2)设单色光从玻璃射向空气的全反射临界角为 C,则
则
C<45°
所以单色光在玻璃砖内发生 5 次全反射
光程
的
3 (2 3 8 6)R
c
+
sin(90 30 ) 3sin30n
°− °= =°
1 1 1sin
3 2
C n
= = <
( )2+8 2L R=单色光在该玻璃制品中的速度
所以传播时间
cv n
=
(2 3 8 6)L Rt v c
+= =