【题目】图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图,玻璃丝长为L,折射率为n,AB代表端面.已知光在真空中的传播速度为c.
(i)为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面,求光线在端面AB上的入射角应满足的条件;
(ii)求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间.
【答案】解:(i)设激光束在光导纤维端面的入射角为i,折射角为α,折射光线射向侧面时的入射角为β,要保证不会有光线从侧壁射出来,其含义是能在侧壁发生全反射.
由折射定律:
由几何关系:α+β=90°,sinα=cosβ
恰好发生全反射临界角的公式: ,得
联立得
要保证从端面射入的光线能发生全反射,应有sini
(ii)光在玻璃丝中传播速度的大小为v=
光速在玻璃丝轴线方向的分量为vz=vsinβ
光线从玻璃丝端面AB传播到其另一端面所需时间为T=
光线在玻璃丝中传播,在刚好发生全反射时,光线从端面AB传播到其另一端面所需的时间最长,联立得
答:(i) 光线在端面AB上的入射角应满足sini≤
(ii)线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所藉的最长时间
【解析】(1)要保证不会有光线从侧壁射出来,其含义是能在侧壁发生全反射.由折射定律、由几何关系、发生全反射临界角的公式联立可求解。
(2)根据光在玻璃丝中传播速度的大小,求出光速在玻璃丝轴线方向的分量,光线在玻璃丝中传播,在刚好发生全反射时,说明光线从端面AB传播到其另一端面所需的时间最长,联立求解。
【考点精析】解答此题的关键在于理解光的折射的相关知识,掌握光由一种介质射入另一种介质时,在两种介质的界面上将发生光的传播方向改变的现象叫光的折射.
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【题目】如图是某金属在光的照射下,光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象,由图象可知( )
A.该金属的逸出功等于E
B.该金属的逸出功等于hν0
C.入射光的频率为2ν0时,产生的光电子的最大初动能为2E
D.该图线的斜率表示普朗克常量
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【题目】一复色光中只含有a、b两种单色光,用该复色光照射一竖直理想透明薄膜(膜层厚度从零开始,上薄下厚)时,得到如图甲所示的干涉图样.若用此复色光通过玻璃半球射向空气时,下列四个光路图中可能符合实际情况的是( )
A.
B.
C.
D.
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【题目】物体在恒定的合力F作用下,做直线运动,在时间△t1内速度由O增大到v,在时间△t2内速度同v增大到2v,设F在△t1内做功是W1 , 冲量是I1 , 在△t2内做的功是W2 , 冲量是I2 , 那么( )
A.I1<I2 , W1=W2
B.I1<I2 , W1<W2
C.I1=I2 , W1=W2
D.I1=I2 , W1<W2
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【题目】质量为1kg的小球A以速率8m/s沿光滑水平面运动,与质量为3kg的静止小球B发生正碰后,A、B两小球的速率vA和vB可能为( )
A.vA=5m/s
B.vA=3m/s
C.vB=1m/s
D.vB=3m/s
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【题目】某同学用图a的装置完成“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验,部分实验步骤如下:
A.以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组数据(x,F)对应的点,作出F—x图线
B.记下弹簧不挂钩码时,其下端在刻度尺上的刻度L0
C.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码,并分别记下钩码静止时,弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内,然后取下钩码
D.将铁架台固定于桌子上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一刻度尺
(1)实验步骤的正确顺序为:____________________________
(2)若他通过实验得到如图(b)所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线.由此图线可得该弹簧的原长x0=____________cm,劲度系数k=________N/m
(3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤,当弹簧秤上的示数如图(c)所示时,该弹簧的伸长量x=________________cm
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【题目】如图所示,公路上有一辆公共汽车以10m/s的速度匀速行驶,为了平稳停靠在站台,在距离站台P 左侧位置60m处开始刹车做匀减速直线运动。同时一个人为了搭车,从距站台P右侧位置40m处从静止正对着站台跑去,假设人先做匀加速直线运动,速度达到4m/s后匀速运动一段时间,接着做匀减速直线运动, 最终人和车到达P位置同时停下,人加速和减速时的加速度大小相等。求:
(I)汽车刹车的时间;
(2)人的加速度的大小。
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【题目】北京奥组委接受专家建议,为成功举办一届“绿色奥运”,场馆周围80%~90%的路灯将利用太阳能发电技术,奥运会90%的洗浴热水将采用全玻璃真空太阳能集热技术,太阳能是由太阳内部热核聚变反应形成的,其核反应主要是( )
A.H+
H→
He+
n
B.N+
He→
O+
H
C.U+
n→
Xe+
Sr+10
n
D.U→
Th+
He
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【题目】如图所示.横截面为直角三角形的斜劈A.底面靠在粗糙的竖直墙面上.力F通过球心水平作用在光滑球B上.系统处于静止状态.当力F增大时.系统还保持静止.则下列说法正确的是
A.A所受合外力增大
B.A对竖直墙壁的压力增大
C.墙面对A的摩擦力可能变为零
D.B对地面的的压力保持不变
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