【題目】為判斷光信號(hào)光纖中的傳播時(shí)間，工人師傅從抽制光纖內(nèi)芯的邊角料中找到一個(gè)端頭，并將它打磨成半徑為R的半球面，放在豎直屏PQ旁邊，讓材料的圓面與屏接觸，如圖所示�，F(xiàn)用一束可以轉(zhuǎn)動(dòng)的光OC射向O點(diǎn)，結(jié)果屏上有兩個(gè)光斑，送漸減小θ時(shí)兩光斑間距發(fā)生變化，當(dāng)時(shí)屏上只有一個(gè)光斑。已知光在真空中的傳播速度為c,若取用該材料制成長(zhǎng)為L的光纖，求：

（1）逐漸減小θ時(shí)接收屏上的兩光斑間距怎樣變，并確定是哪側(cè)的光斑先消失；

（2）光信號(hào)在光纖中化播的最長(zhǎng)時(shí)間。

【答案】（1）減小；Q（2）

【解析】(i)（1）光線CO射向O點(diǎn)后，一方面發(fā)生折射在屏上出現(xiàn)光斑Q,另一方面發(fā)生反射在屏上出現(xiàn)光斑P，逐漸減小θ時(shí)，圖中的角逐漸增大；

由折射定律知i角也增大；

由幾何關(guān)系知，因材料的折射率大于1，故；

因此在減小θ時(shí)，逐漸增大，PQ減小，即兩光斑間距減小；

當(dāng)角增大到大于等于臨界角時(shí)折射光線消失，此時(shí)屏上只有光斑P；

(ⅱ)由只有一個(gè)光斑知臨界角為45°，故折射率為；

光纖在傳遞信息時(shí)，光以一定的夾角射入端面后，在光纖側(cè)壁恰好發(fā)生全反射的傳播時(shí)間最長(zhǎng)，且光在介質(zhì)中的速度為；

由全反射知識(shí)得，由幾何關(guān)系知，整理得。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】有一根長(zhǎng)陶瓷管，其表面均勻地鍍有一層很薄的電阻膜，管的兩端有導(dǎo)電箍M和N，如圖（a）所示。用多用電表電阻擋測(cè)得MN間的電阻膜的電阻約為100。陶瓷管的直徑遠(yuǎn)大于電阻膜的厚度。

某同學(xué)利用下列器材設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量該電阻膜厚度d的實(shí)驗(yàn)。

A．毫米刻度尺

B．游標(biāo)卡尺（20分度）

C．電流表A1（量程0一50 mA，內(nèi)阻約10）

D．電流表A2（量程O～0．6A，內(nèi)阻約0．6）

E．電壓表V1（量程3V，內(nèi)阻約5 k）

F．電壓表V2（量程15V，內(nèi)阻約15 k）

G．滑動(dòng)變阻器R1（阻值范圍0一20，額定電流1．5A）

H．滑動(dòng)變阻器R2（阻值范圍0一100，額定電流1A）

I．電源E（電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻可不計(jì)）

J．開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干

他用毫米刻度尺測(cè)出電阻膜的長(zhǎng)度為l，用游標(biāo)卡尺測(cè)量該陶瓷管的外徑，其示數(shù)如圖（b）所示，該陶瓷管的外徑D= cm；

為了比較準(zhǔn)確地測(cè)量電阻膜的電阻，且調(diào)節(jié)方便，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表 ，電壓表 ，滑動(dòng)變阻器 ；（填寫器材前面的字母代號(hào)）

在方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；

連接好電路后移動(dòng)滑片，閉合開關(guān)。改變滑動(dòng)變阻器接人電路的電阻，記錄多組電壓表的讀數(shù)和電流表的讀數(shù)，根據(jù)數(shù)據(jù)做出電壓—電流圖像（題圖線為一條直線），并計(jì)算出圖線的斜率為k。若鍍膜材料的電阻率為，計(jì)算電阻膜厚度d的數(shù)學(xué)表達(dá)式為d= （用題目給出的已知量符號(hào)或數(shù)學(xué)常數(shù)的符號(hào)表示）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量分別為1.0kg和2.0kg的物體A和B放置在水平地面上，兩者與地面間的摩擦力因數(shù)均為0.4，物體B的右側(cè)與一輕質(zhì)滑輪相連，現(xiàn)將一根輕繩的一端固定在水平地面上離B足夠遠(yuǎn)的位置，另一端跨過輕質(zhì)滑輪相連。現(xiàn)將一根輕繩的一端固定在水平地面上離B足夠遠(yuǎn)的位置，另一端跨過輕質(zhì)滑輪連接在物體A上，輕繩保持水平方向，初始時(shí)刻，物體A在水平力F=20N作用下由靜止向右運(yùn)動(dòng)。（重力加速度），求：

（1）輕繩上拉力的大�。�

（2）t=2s時(shí)滑輪對(duì)物體B做功的瞬間功率為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在物理學(xué)的發(fā)展過程中，科學(xué)家們創(chuàng)造出了許多物理學(xué)研究方法，以下關(guān)于所用物理學(xué)研究方法的敘述正確的是

A. 牛頓運(yùn)動(dòng)定律是研究動(dòng)力學(xué)問題的基石，牛頓運(yùn)動(dòng)定律都能通過現(xiàn)代的實(shí)驗(yàn)手段直接驗(yàn)證

B. 在伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)中將可靠的事實(shí)和科學(xué)抽象思維有機(jī)結(jié)合起來反映自然規(guī)律，開創(chuàng)了物理學(xué)的研究方法

C. 將一個(gè)鐵球放在墻角處判斷兩個(gè)接觸面的支持力較困難，若在兩個(gè)接觸面處放上海綿墊來觀察海綿的凹陷來判斷較容易，這里采用的是轉(zhuǎn)化和控制變量的方法

D. 公式中的U和I有因果關(guān)系，公式中的和E有因果關(guān)系，同理中的和a有因果關(guān)系

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確確的是_________.

A.科技的進(jìn)步使得人類有可能生產(chǎn)出從單一熱源吸熱全部用來對(duì)外做功而不引起其他變化的熱機(jī)

B.在某一變化過程中外界對(duì)氣體做功，而氣體的內(nèi)能反而減小是可能的

C.5℃的水和5℃的紅墨水混合后，由于擴(kuò)散現(xiàn)象，混介溶液的溫度會(huì)升高

D.任何熱機(jī)都工作在兩個(gè)熱源之間，在外界作用下可實(shí)現(xiàn)從低溫?zé)嵩刺幬鼰岫诟邷責(zé)嵩刺幏艧?/span>

E.熵為物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)無序程度的量度，氣體向真空膨脹時(shí)員不對(duì)外做功，但系統(tǒng)的熵是增加的

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，斜面AB豎直固定放置，物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從A點(diǎn)靜止釋放沿斜面下滑，最后停在水平面上的C點(diǎn)，從釋放到停止的過程中克服摩擦力做的功為W . 因斜面塌陷，斜面變成APD曲面，D點(diǎn)與B在同一水平面上，且在B點(diǎn)左側(cè)。已知各接觸面粗糙程度均相同，不計(jì)物塊經(jīng)過B、D處時(shí)的機(jī)械能損失，忽略空氣阻力，現(xiàn)仍將物塊從A點(diǎn)靜止釋放，則

A. 物塊將停在C點(diǎn)

B. 物塊將停在C點(diǎn)左側(cè)

C. 物塊從釋放到停止的過程中克服摩擦力做的功大于W

D. 物塊從釋放到停止的過程中克服摩擦力做的功小于W

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，兩根平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在傾角θ=30°的絕緣斜面上，頂部連接由電流表、電源、滑動(dòng)變阻器和開關(guān)組成的電路，下端開口，導(dǎo)軌間距為10cm .整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度0.1T，方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.金屬棒ab沿垂直導(dǎo)軌方向放置在導(dǎo)軌上。開關(guān)斷開時(shí)，沿導(dǎo)軌向下輕推導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒可以勻速下滑；閉合開關(guān)時(shí)，不斷減小滑動(dòng)變阻器的阻值，當(dāng)電流表示數(shù)為3.0A時(shí)，導(dǎo)體棒恰好可沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)。判斷開關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的方向，并求出金屬棒的質(zhì)量（重力加速度為10m/s2，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一根兩端開口、粗細(xì)均勻的長(zhǎng)直玻璃管橫截面積為S=2×10-3m2，豎直插入水面足夠?qū)拸V的水中。管中有一個(gè)質(zhì)量為m=0.4kg的密閉活塞，封閉一段長(zhǎng)度為L0=66cm的氣體，氣體溫度T0=300K，如圖所示。開始時(shí)，活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，不計(jì)活塞與管壁間的 摩擦。外界大氣壓強(qiáng)P0=1.0×105Pa，水的密度ρ=1.0×103kg/m3�，F(xiàn)保持管內(nèi)封閉氣體溫度不變，用豎直向上的力F緩慢地拉動(dòng)活塞。當(dāng)活塞上升到某一位置時(shí)停止移動(dòng)，此時(shí)F=6.0N，求這時(shí)管內(nèi)外水面的高度差和管內(nèi)氣柱的長(zhǎng)度。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖(a)所示，理想變壓器原副線圈匝數(shù)比n1：n2=55:4，原線圈接有交流電流表A1，副線圈電路接有交流電壓表V、交流電流表A2、滑動(dòng)變阻器R等，所有電表都是理想電表，二極管D正向電阻為零，反向電阻無窮大，燈泡L的阻值恒定。原線圈接入的交流電壓的變化規(guī)律如圖（b）所示，則下列說法正確的是( )

A. 交流電壓表V的讀數(shù)為32 V

B. 燈泡L兩端電壓的有效值為16 V

C. 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表A2示數(shù)減小，A1示數(shù)減小

D. 由圖（b）可知交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角速度為100rad/s

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同步練習(xí)冊(cè)答案