【題目】圖示為一光導(dǎo)纖維(可簡(jiǎn)化為一長(zhǎng)玻璃絲)的示意圖，玻璃絲長(zhǎng)為L，折射率為n，AB代表端面．已知光在真空中的傳播速度為c.

(1)為使光線能從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣�，求光線在端面AB上的入射角應(yīng)滿足的條件；

(2)求光線從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣嫠璧淖铋L(zhǎng)時(shí)間．

【答案】(1)(2)

【解析】

(ⅰ)設(shè)光線在端面AB上C點(diǎn)(見(jiàn)圖)的入射角為i，折射角為r，由折射定律，有

設(shè)該光線射向玻璃絲內(nèi)壁D點(diǎn)的入射角為，為了使該光線可在此光導(dǎo)纖中傳播，應(yīng)有

式中，θ是光線在玻璃絲內(nèi)發(fā)生全反射時(shí)的臨界角，它滿足

由幾何關(guān)系得

④

由①②③④式通過(guò)三角變換得

⑤

(ⅱ)光在玻璃絲中傳播速度的大小為

⑥

光速在玻璃絲軸線方向的分量為

⑦

光線從玻璃絲端面AB傳播到其另一端面所需時(shí)間為

⑧

光線在玻璃絲中傳播，在剛好發(fā)生全反射時(shí)，光線從端面AB傳播到其另一 端面所需的時(shí)間最長(zhǎng)，由②③⑥⑦⑧式得

⑨

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，固定斜面的傾角為，一質(zhì)量為m的小物塊自斜面底端以初速度v0沿斜面向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后又沿斜面下滑回到底湍，整個(gè)過(guò)程小物塊的v-t圖像如圖乙所示。下列判斷正確的是（　　）

A.滑塊沿斜面上滑的整個(gè)過(guò)程中機(jī)械能減小

B.滑塊沿斜面上滑的整個(gè)過(guò)程中機(jī)械能減小

C.滑塊沿斜面下滑的整個(gè)過(guò)程中動(dòng)能增加

D.滑塊沿斜面下滑的整個(gè)過(guò)程中動(dòng)能增加

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，帶電粒子只在電場(chǎng)力作用下由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)。圖中實(shí)線為電場(chǎng)線，虛線為粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，由圖可知（　　）

A.粒子帶負(fù)電

B.從A運(yùn)動(dòng)到B，粒子動(dòng)能增大

C.從A運(yùn)動(dòng)到B，粒子速度和加速度均減小

D.從A運(yùn)動(dòng)到B，粒子速度增大而加速度減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線豎直插入光滑絕緣水平桌面上的M、N兩小孔中， O為M、N連線中點(diǎn)，連線上a、b兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱。導(dǎo)線均通有大小相等、方向向上的電流。已知長(zhǎng)直導(dǎo)線在周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，式中k是常數(shù)、I是導(dǎo)線中電流、r為點(diǎn)到導(dǎo)線的距離。一帶正電的小球

以初速度v0從a點(diǎn)出發(fā)沿連線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)。關(guān)于上述過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 小球先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng)

B. 小球一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)

C. 小球?qū)ψ烂娴膲毫ο葴p小后增大

D. 小球?qū)ψ烂娴膲毫σ恢痹谠龃?/span>

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示是某同學(xué)探究加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置．他在氣墊導(dǎo)軌上B處安裝了一個(gè)光電門，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線繞過(guò)氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止釋放．

（1）該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d，如圖乙所示，則d= ______ mm．

（2）下列實(shí)驗(yàn)要求不必要的是______ （填選項(xiàng)前字母）．

A．應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量

B．應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些

C．應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平

D．應(yīng)使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行

（3）改變鉤碼的質(zhì)量，測(cè)出對(duì)應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過(guò)光電門的時(shí)間t，通過(guò)描點(diǎn)作出線性圖象，研究滑塊的加速度與力的關(guān)系，處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出______圖象（填“t-F”“t2-F”“-F”或“-F”），若增大滑塊的質(zhì)量，則該圖象的斜率將______（填“增大”“減小”或“不變”），若增大滑塊釋放處到光電門的距離，則該圖象的斜率將______（填“增大”“減小”或“不變”）．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示：寬度L=1m的足夠長(zhǎng)的U形金屬框架水平放置，框架處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，框架導(dǎo)軌上放一根質(zhì)量m=0.2kg、電阻R=1.0Ω的金屬棒ab，棒ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，現(xiàn)用功率恒為6w的牽引力F使棒從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)（ab棒始終與導(dǎo)軌接觸良好且垂直），當(dāng)棒的電阻R產(chǎn)生熱量Q=5.8J時(shí)獲得穩(wěn)定速度，此過(guò)程中，通過(guò)棒的電量q=2.8C（框架電阻不計(jì)，g取10m/s2）．

問(wèn)：（1）ab棒達(dá)到的穩(wěn)定速度多大？

（2）ab棒從靜止到穩(wěn)定速度的時(shí)間多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，通電螺線管置于水平放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ之間，ab和cd是放在導(dǎo)軌上的兩根金屬棒，它們分別靜止在螺線管的左右兩側(cè)，現(xiàn)使滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向左滑動(dòng)，則ab和cd棒的運(yùn)動(dòng)情況是(　　)

A.ab向左運(yùn)動(dòng)，cd向右運(yùn)動(dòng)

B.ab向右運(yùn)動(dòng)，cd向左運(yùn)動(dòng)

C.ab、cd都向右運(yùn)動(dòng)

D.ab、cd保持靜止

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一個(gè)電荷量為q的正點(diǎn)電荷位于電場(chǎng)中A點(diǎn)，受到的電場(chǎng)力為F，則A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=F/q，方向與F相同。若把該點(diǎn)電荷換為電荷量為2q的負(fù)點(diǎn)電荷，則A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 　

A.大小仍為E，方向與原來(lái)相反

B.大小變?yōu)?/span>E/2，方向與原來(lái)相反

C.大小仍為E，方向與原來(lái)相同

D.大小變?yōu)?/span>E/2，方向與原來(lái)相同

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，邊長(zhǎng)為L的正方形abcd區(qū)域內(nèi)，均分成相同的三個(gè)矩形區(qū)域，區(qū)域I內(nèi)有大小為B1=B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，區(qū)域II內(nèi)有方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，區(qū)域三III內(nèi)方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).在紙面內(nèi)有ab邊的中點(diǎn)e沿于ab夾角為37°的方向，向磁場(chǎng)I內(nèi)射入質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電的離子，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，粒子以MN邊夾角從37°的方向進(jìn)入電場(chǎng)，然后垂直PQ又進(jìn)入磁場(chǎng)III，粒子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，恰好從PQ的中點(diǎn)射出磁場(chǎng)III而進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域II.已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，不計(jì)粒子的重力.求：

（1）粒子從e點(diǎn)射入的速度大��；

（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E及區(qū)域III中勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大�。�

（3）當(dāng)粒子再次進(jìn)入?yún)^(qū)域II時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變，方向反向，則粒子在abcd邊界上出射點(diǎn)的位置離e點(diǎn)的距離及粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間.

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