第23届全国中学生物理竞赛复赛题参考解答及评分标准

3可以看出,在两棱镜界面上发生折射时,i2?r2,表明n2?n1,即中间的棱镜应用折射率较大的火石玻璃制成,两侧棱镜用冕牌玻璃制成,故有n1?nD=1.5170,n2?n?D=1.7200.

i1 ? r1 i2 n2 r2 n1 图2

图3

?2

由几何关系可得

由折射定律可得

从以上各式中消去i1、i2、r1和r2得

解(5)式得

i1?r2??2 (1) (2) (3) (4)

r1?i2??

sini1?n1sinr1

n1sini2?n2sinr2

1?????????2n11?sin2??1?2sin2????1?2sin2??n2

n12??2??2??

(5)

sin????2?2???4n12??n2?1?42?n12?n2? (6)

以n1?1.5170,n2?1.7200代入,得

??123.6 (7)

评分标准:

本题23分.

七、参考解答:

带电粒子在静电场内从S到T的运动过程中,经历了从S到N和从N到T的两次加速,粒子带的电

荷量q的大小均为1.60?10?19C,若以U 表示N 与地之间的电压,则粒子从电场获得的能量

质子到达T处时的质量

?E?2qU (1)

m?m01??vc?2 (2)

式中v为质子到达T时的速度.质子在S处的能量为m0c2,到达T处时具有的能量为mc2,电子的质量与质子的质量相比可忽略不计,根据能量守恒有

mc2??E?m0c2

(3)

由(1)、(2)、(3)式得

代入数据解得

评分标准:

本题16分.

11??vc?2?1?2qUmc2 0v?4.34?107m/s

4)

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