20、（2021·江苏苏州·T27）光速的测定在物理学中有多种方法，迈克耳逊曾用类似于下述方法在地球上较精确测定了光速。将激光发射器和接收装置按图示位置固定，装置a是四个侧面均镀有高反光涂层的正方体，可绕固定的中心轴转动（图示为俯视图），当正方体转动到图示位置静止时，激光束恰能以角照射到某侧面中心P点处，反射到相距几十公里外的一个山顶上，经此处的光反射器（内部结构未画出，不计光在其中的传播时间）反射后，平行于原光线射到正方体另一侧面中心Q点处，最终被接收装置接收到。
（1）若光速为，正方体到光反射器之间的距离为30km，则光从P点射出到射回Q点所用的时间为_______s；
（2）正方体快速转动一周，光反射器能接收到_______次激光的照射；
（3）当正方体的转速为n圈/秒时，接收装置可接收到激光，正方体与对面山顶光反射器间距离用d（单位：m）表示，则测得的光速可能为_______m/s。（填写选项符号）
A．8ndB．12ndC．16ndD．20nd

 

 

20、【答案】    4    A    
【解析】
（1）[1]若光速为3×105km/s，正方体到光反射器之间的距离为30km，从P点到Q点，光线要往返，总距离为

所用时间为

（2）[2]正方体快速转动一周，四条边上各有一个点可以满足反射角刚好能让光反射器接收到激光的照射，因此共4次。
（3）[3]要使接收装置可接收到激光，必须使转速符合正方体转周的时间与光线从P点到Q点的时间相同，当正方体的转速为n圈/秒时，转动周期为

转过周的时间为

正方体与对面山顶光反射器间距离用d（单位：m）表示，光传播的时间为

则

可求得光速可能为

故A符合题意。
故选A。