【題目】為判斷光信號光纖中的傳播時間，工人師傅從抽制光纖內(nèi)芯的邊角料中找到一個端頭，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。現(xiàn)用一束可以轉(zhuǎn)動的光OC射向O點，結(jié)果屏上有兩個光斑，送漸減小θ時兩光斑間距發(fā)生變化，當時屏上只有一個光斑。已知光在真空中的傳播速度為c,若取用該材料制成長為L的光纖，求：

（1）逐漸減小θ時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）光信號在光纖中化播的最長時間。

【答案】（1）減小；Q（2）

【解析】(i)（1）光線CO射向O點后，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，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，逐漸增大，PQ減小，即兩光斑間距減小；

當角增大到大于等于臨界角時折射光線消失，此時屏上只有光斑P；

(ⅱ)由只有一個光斑知臨界角為45°，故折射率為；

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

由全反射知識得，由幾何關(guān)系知，整理得。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

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

某同學利用下列器材設(shè)計了一個測量該電阻膜厚度d的實驗。

A．毫米刻度尺

B．游標卡尺（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．滑動變阻器R1（阻值范圍0一20，額定電流1．5A）

H．滑動變阻器R2（阻值范圍0一100，額定電流1A）

I．電源E（電動勢6V，內(nèi)阻可不計）

J．開關(guān)一個，導線若干

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

為了比較準確地測量電阻膜的電阻，且調(diào)節(jié)方便，實驗中應(yīng)選用電流表 ，電壓表 ，滑動變阻器 ；（填寫器材前面的字母代號）

在方框中畫出實驗電路圖；

連接好電路后移動滑片，閉合開關(guān)。改變滑動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），并計算出圖線的斜率為k。若鍍膜材料的電阻率為，計算電阻膜厚度d的數(shù)學表達式為d= （用題目給出的已知量符號或數(shù)學常數(shù)的符號表示）。

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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足夠遠的位置，另一端跨過輕質(zhì)滑輪相連�，F(xiàn)將一根輕繩的一端固定在水平地面上離B足夠遠的位置，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，初始時刻，物體A在水平力F=20N作用下由靜止向右運動。（重力加速度），求：

（1）輕繩上拉力的大��；

（2）t=2s時滑輪對物體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】在物理學的發(fā)展過程中，科學家們創(chuàng)造出了許多物理學研究方法，以下關(guān)于所用物理學研究方法的敘述正確的是

A. 牛頓運動定律是研究動力學問題的基石，牛頓運動定律都能通過現(xiàn)代的實驗手段直接驗證

B. 在伽利略的斜面實驗中將可靠的事實和科學抽象思維有機結(jié)合起來反映自然規(guī)律，開創(chuàng)了物理學的研究方法

C. 將一個鐵球放在墻角處判斷兩個接觸面的支持力較困難，若在兩個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)于熱力學定律，下列說法正確確的是_________.

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

B.在某一變化過程中外界對氣體做功，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，由于擴散現(xiàn)象，混介溶液的溫度會升高

D.任何熱機都工作在兩個熱源之間，在外界作用下可實現(xiàn)從低溫熱源處吸熱而在高溫熱源處放熱

E.熵為物體內(nèi)分子運動無序程度的量度，氣體向真空膨脹時員不對外做功，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）從A點靜止釋放沿斜面下滑，最后停在水平面上的C點，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點與B在同一水平面上，且在B點左側(cè)。已知各接觸面粗糙程度均相同，不計物塊經(jīng)過B、D處時的機械能損失，忽略空氣阻力，現(xiàn)仍將物塊從A點靜止釋放，則

A. 物塊將停在C點

B. 物塊將停在C點左側(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、滑動變阻器和開關(guān)組成的電路，下端開口，導軌間距為10cm .整個裝置處于磁感應(yīng)強度0.1T，方向垂直于導軌平面向上的勻強磁場中.金屬棒ab沿垂直導軌方向放置在導軌上。開關(guān)斷開時，沿導軌向下輕推導體棒，導體棒可以勻速下滑；閉合開關(guān)時，不斷減小滑動變阻器的阻值，當電流表示數(shù)為3.0A時，導體棒恰好可沿導軌向上運動。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、粗細均勻的長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。管中有一個質(zhì)量為m=0.4kg的密閉活塞，封閉一段長度為L0=66cm的氣體，氣體溫度T0=300K，如圖所示。開始時，活塞處于靜止狀態(tài)，不計活塞與管壁間的 摩擦。外界大氣壓強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緩慢地拉動活塞。當活塞上升到某一位置時停止移動，此時F=6.0N，求這時管內(nèi)外水面的高度差和管內(nèi)氣柱的長度。

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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. 當滑動變阻器的觸頭P向上滑動時，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)電機轉(zhuǎn)子的角速度為100rad/s

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