△h=13.2cm
答:(i)放出部分水银后A侧空气柱的长度为12cm;
(ii)注入的水银在管内的长度为13.2cm.
[物理——选修3-4](15分)
15.如图,一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为θ,经折射后射出a、b两束光线.则()
A. 在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度
B. 在真空中,a光的波长小于b光的波长
C. 玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率
D. 若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,则折射光线a首先消失
E. 分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
解答: 解:AC、光线a的偏折程度大,根据折射定律公式n=,光线a的折射率大;再根据公式v=,光线a在玻璃中的传播速度小,故A正确,C错误;
B、光线a的折射率大,说明光线a的频率高,根据c=λf,光线a在真空中的波长较短,故B正确;
D、若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,则折射光线a的折射角先达到90°,故先发生全反射,先消失,故D正确;
E、光线a在真空中的波长较短,根据双缝干涉条纹间距公式,分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距,故E错误;
故选:ABD.
16.平衡位置位于原点O的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播,P、Q为x轴上的两个点(均位于x轴正向),P与O的距离为35cm,此距离介于一倍波长与二倍波长之间.已知波源自t=0时由平衡位置开始向上振动,周期T=1s,振幅A=5cm.当波传到P点时,波源恰好处于波峰位置;此后再经过5s,平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置.求:
(i)P、Q间的距离;
(ii)从t=0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时,波源在振动过程中通过的路程.
解答: 解:(i)由题意,O、P两点间的距离与波长λ之间满足
OP= ①
波速v与波长的关系为
v= ②
在t=5s的时间间隔内,波传播的路程为vt.
由题意有
vt=PQ+λ ③
式中,PQ为P、Q间的距离.
由①②③式和题给数据,得
PQ=133cm
(ii)Q处的质点第一次处于波峰位置时,波源运动的时间为
t1=t+T
波源从平衡位置开始运动,每经过T,波源运动的路程为A.
有题给条件得
t1=25×T
故t1时间内,波源运动的路程为
s=25A=125cm
答:(i)P、Q间的距离为133cm;
(ii)从t=0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时,波源在振动过程中通过的路程为125cm.
[物理——选修3-5](15分)
17.实物粒子和光都具有波粒二象性.下列事实中突出体现波动性的是()