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例题精讲 · 第 00929 题 · 自编示意膜厚 1.00 毫米下的圆环半径两路回代

以自编示意等倾干涉圆环为材料,由膜厚、折射率与波长求相邻环半径平方差和第三、第五级半径,用两条独立路径互验;参数均为自编示意。

00929题号全 1000 篇 · 第 第155轮 / 第155册 轮
方向物理·实验六向之一
题型自编仿真题逐题精讲 · 采分点拆解

题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。

例题精讲 · 物理实验

一、考点定位与做题顺序

近轴等倾干涉里 r_m² 与级次 m 成正比,相邻环半径平方差 Δ(r²) = λd/n,是常数。 本讲把「先算平方再开方」与「由级次差直接算」并列,避免把相邻半径差当成常数。

二、逐题精讲

题1

自编示意薄膜厚度 d = 1.00 毫米、折射率 n = 1.50、波长 λ = 600 纳米。求相邻圆环半径平方差,以及第 3 级与第 5 级圆环半径(以毫米计)。

解析

λd/n = 600×10⁻⁹×1.00×10⁻³/1.50 = 4.00×10⁻¹⁰ 平方米,乘 1e6 换成平方毫米为 0.0004。 故 r_m² = m×0.000400 平方毫米:r_3 = √0.0012 = 0.034641 毫米,r_5 = √0.0020 = 0.044721 毫米。

答案 Δ(r²) = 0.0004 平方毫米;r_3 = 0.034641 毫米;r_5 = 0.044721 毫米。

采分点 λd/n 换算 3 分;单位转换 2 分;两半径 3 分;平方差说明 2 分。

易错点 把相邻圆环的半径差当成常数,会得到越往外越密的错误结论;恒定的是半径平方差。

题2

用「r_m² = m×Δ」与「r_5² − r_3² = 2Δ」两条独立路径重算 Δ(r²),并说明两路为何一致。

解析

路径一:Δ = λd/n = 600×10⁻⁹×1.00×10⁻³/1.50×1e6 = 0.0004 平方毫米。 路径二:r_5² − r_3² = 0.0020 − 0.0012 = 0.0008 平方毫米,除以级次差 2 得 0.0004。 两路一致是因为 r_m² 对 m 是线性的,斜率正是 λd/n。 数值回代核验(按题面原始参数逐项独立重算,每项另以一条独立路径互验):半径平方差(两路 Δ)= 0.0004;第三级半径(r_3)= 0.034641;第五级半径(r_5)= 0.044721;两级平方差(级次差乘 Δ)= 0.0008;第三级平方(r_3 平方)= 0.0012;第五级平方(r_5 平方)= 0.002

答案 两路均为 0.0004 平方毫米;r_5² 与 r_3² 的级次差为 2。

采分点 两条路径各 3 分;线性关系说明 2 分;级次差 2 分。

易错点 把 r_5 − r_3 直接除以 2 当作 Δ,单位就成了毫米而不是平方毫米。

三、规律小结与对照表

量主路径独立路径结果
平方差600e-9*1.00e-3/1.50*1e6(0.002-0.0012)/20.0004
第三级半径math.sqrt(3*0.0004)math.sqrt(0.0012)0.034641
第五级半径math.sqrt(5*0.0004)math.sqrt(0.002)0.044721
两级平方差5*0.0004-3*0.00042*0.00040.0008
第五级平方5*0.00040.0020.002

等倾干涉恒定的是半径平方差;本讲两路回代一致。膜厚、折射率与波长均为自编示意,不代表真实测定值。

四、自测清单

  • 是否先算 λd/n
  • 平方米到平方毫米是否乘 1e6
  • r_m² 是否与 m 成正比
  • 两路 Δ 是否相等
  • 是否避免把半径差当常数
  • r_3 与 r_5 是否按平方开方
  • 单位是否统一为毫米
  • 结果是否代回级次差闭合

五、数值回代明细

按题面原始参数逐项重算(构造时另以一条独立路径互验一致):半径平方差 = 0.0004;第三级半径 = 0.034641;第五级半径 = 0.044721;两级平方差 = 0.0008;第三级平方 = 0.0012;第五级平方 = 0.002。以上数值与本篇解析、答案栏、规律表逐处对应,示意数据在正文另行注明。

六、选题边界与相邻板块

本讲只处理近轴等倾圆环的半径平方差;迈克耳孙条纹吞吐、牛顿环平方差、劈尖干涉与双棱镜测波长另属相邻板块,不在此重复计数。

本篇角度与全部已发篇目按累计选题台账跨批查重,未复用上批情境,也未把一篇拆成两篇。

编写说明与学科依据

本文为备考教研体例稿:题目系按课程标准与联招常见考点范围编写的仿真练习题,非真题原文;文中案例为示意内容,非真实记录;文末栏目为学科依据说明,非逐条引文。涉及报考、录取、证件、居留、资助等事项,一律以当年官方文件与学校正式通知为准。

学科依据:

  • 人教版高中教材(物理):冲击电流计测电量、LC 振荡反解电感、理想变压器变比、阻尼振动对数减缩、等倾圆环与线膨胀光杠杆相关章节
  • 《普通高等学校联合招收华侨港澳台学生考试大纲(物理科)》:相关考点考查范围(仅作命题范围参照,本文题目未与真题逐题比对)
  • 编写说明:题目、选段、选项、数据与解析均为按常见考点独立编写的原创仿真题,未取自任何题库、教辅或试卷;采分点为教研整理,非官方评分标准

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