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        1. “光纖通信”利用了光的全反射原理.已知折射率為n、長(zhǎng)為L(zhǎng)的玻璃纖維置于空氣中,很細(xì)的單色光從左端中點(diǎn)A射入恰好能在纖維中發(fā)生全反射,且最后從右端中點(diǎn)B射出,光路示意圖如圖所示.求:
          (1)光在C點(diǎn)的入射角的正弦sinθC
          (2)光在A點(diǎn)的入射角的正弦sinθA
          (3)光從A點(diǎn)射入到從B點(diǎn)射出所經(jīng)歷的時(shí)間t.
          分析:(1)由題,單色光從左端中點(diǎn)A射入恰好能在纖維中發(fā)生全反射,則有sinθc=
          1
          n

          (2)根據(jù)折射定律求出光在A點(diǎn)的入射角的正弦sinθA
          (3)根據(jù)幾何知識(shí)求出光線在光纖中通過(guò)的路程,由v=
          c
          n
          求出光在光纖中傳播的速度,再求解光從A點(diǎn)射入到從B點(diǎn)射出所經(jīng)歷的時(shí)間t.
          解答:解:(1)光在纖維內(nèi)恰好發(fā)生全反射,如圖所示.
          有:sinθc=
          1
          n

          (2)設(shè)光線在A點(diǎn)的折射角為θ2,則:
          sinθ2=sin(90°-θC)=cosθC=
          1-
          1
          n2

          得到:sinθ2=
          1-
          1
          n2

          又因:n=
          sinθ1
          sinθ2
          =
          sinθA
          sinθ2

          解得:sinθA=
          n2-1

          (3)由于
          AF
          AC
          =sinθC=
          1
          n
          ,得:AC=n?AF
          則光在玻璃纖維中運(yùn)動(dòng)的總路程為:s=nL
          光在玻璃中傳播的速度為:v=
          c
          n

          所以光從A點(diǎn)射入到從B點(diǎn)射出所經(jīng)歷的時(shí)間為:t=
          s
          v

          解得:t=
          n2L
          c

          答:(1)光在C點(diǎn)的入射角的正弦sinθC
          1
          n

          (2)光在A點(diǎn)的入射角的正弦sinθA
          n2-1

          (3)光從A點(diǎn)射入到從B點(diǎn)射出所經(jīng)歷的時(shí)間為
          n2L
          c
          點(diǎn)評(píng):本題考查對(duì)“光纖通信”原理的理解,利用全反射的條件求出入射角和折射角正弦,由數(shù)學(xué)知識(shí)求出光在光纖中通過(guò)的路程與L的關(guān)系,再所用的時(shí)間.
          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:

          下列說(shuō)法正確的是( 。

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          1966年香港中文大學(xué)第三任校長(zhǎng)高錕通過(guò)光學(xué)玻璃纖維實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離傳輸光信號(hào),這一技術(shù)成為電話和互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的基石,高錕因此榮獲了2009年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).下列關(guān)于“光纖”及其原理的說(shuō)法中,正確的是( 。

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解

          A(3-3模塊)
          (1)下列說(shuō)法正確的是
          BCD
          BCD

          A、布朗微粒做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的原因是由于它受到水分子有時(shí)吸引、有時(shí)排斥的結(jié)果
          B、一定量0℃的水結(jié)成0℃的冰,內(nèi)能一定減少
          C、能量耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過(guò)程具有方向性;
          D、如果附著層內(nèi)分子分布比內(nèi)部密,分子間的作用力為斥力,就會(huì)形成浸潤(rùn)現(xiàn)象
          (2)在粗測(cè)油酸分子大小的實(shí)驗(yàn)中,具體操作如下:
          ①取油酸1.00mL注入250mL的容量瓶?jī)?nèi),然后向瓶中加入酒精,直到液面達(dá)到250mL的刻度為止,搖動(dòng)瓶使油酸在酒精中充分溶解,形成油酸的酒精溶液.
          ②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒,記錄滴入的滴數(shù)直到量筒達(dá)到1.00mL為止,恰好共滴了100滴.
          ③在水盤(pán)內(nèi)注入蒸餾水,靜置后滴管吸取油酸的酒精溶液,輕輕地向水面滴一滴溶液,酒精揮發(fā)后,油酸在水面上盡可能地散開(kāi),形成一油膜.
          ④測(cè)得此油膜面積為3.60×102cm2
          這種粗測(cè)方法是將每個(gè)分子視為球形,讓油酸盡可能地在水面上散開(kāi),則形成的油膜面積可視為
          單分子油膜
          單分子油膜
          ,這層油膜的厚度可視為油分子的直徑.利用數(shù)據(jù)可求得油酸分子的直徑為
          1.11×10-9
          1.11×10-9
          m.
          (3)如圖甲所示,氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的某種理想氣體,活塞通過(guò)滑輪和一重物連接并保持平衡,已知活塞距缸口0.2m,活塞面積10cm2,大氣壓強(qiáng)1.0×105Pa,物重50N,活塞質(zhì)量及一切摩擦不計(jì).緩慢升高環(huán)境溫度,使活塞剛好升到缸口,封閉氣體吸收了60J的熱量.則封閉氣體的壓強(qiáng)將
          不變
          不變
          (填增加、減小或不變),氣體內(nèi)能變化量為
          50
          50
          J.


          B.選修3-4
          (1)以下關(guān)于光的說(shuō)法中正確的是:
          ABC
          ABC

          A.光纖通信利用了光的全反射原理
          B.無(wú)色肥皂液吹出的肥皂泡呈彩色是由于光照時(shí)發(fā)生了薄膜干涉
          C.人們瞇起眼睛看燈絲時(shí)看到的彩色條紋是光的衍射圖樣
          D.麥克斯韋提出光是一種電磁波并通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在
          (2)甲在接近光速的火車(chē)上看乙手中沿火車(chē)前進(jìn)方向放置的尺子,同時(shí)乙在地面上看甲手中沿火車(chē)前進(jìn)方向放置的尺子,則甲看到乙手中的尺子長(zhǎng)度比乙看到自己手中的尺子長(zhǎng)度
          ;乙看到甲手中的尺子長(zhǎng)度比甲看到自己手中尺子長(zhǎng)度
          (填”大”或”小”)
          (3)如圖乙所示,實(shí)線是一列簡(jiǎn)諧橫波在t1=0時(shí)的波形圖,虛線為t2=0.5s時(shí)的波形圖,已知0<t2-t1<T,t1=0時(shí)x=2m處的質(zhì)點(diǎn)A正向y軸正方向振動(dòng).
          ①質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)周期為
          2
          2
          s;
          ②波的傳播方向是
          向右
          向右
          ;
          ③波速大小為
          2
          2
          m/s.
          C.選修3-5
          (1)如圖丙為氫原子能級(jí)的示意圖,現(xiàn)有大量的氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài),當(dāng)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出若干不同頻率的光.關(guān)于這些光下列說(shuō)法正確的是
          D
          D

          A.最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的光是由n=4能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)產(chǎn)生的
          B.頻率最小的光是由n=2躍遷到n=1能級(jí)產(chǎn)生的
          C.這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光
          D.用n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑能產(chǎn)生光電效應(yīng)
          (2)在下面的核反應(yīng)方程中,符號(hào)“X”表示質(zhì)子的是
          B
          B

          A.
           
          10
          5
          B+
           
          4
          2
          He→
           
          13
          7
          N+X
              B.
           
          14
          7
          N+
           
          4
          2
          He→
           
          17
          8
          O+X

          C.
           
          9
          4
          Be+
           
          4
          2
          He→
           
          12
          6
          C+X
              D.
           
          55
          25
          Mn+
           
          1
          1
          H→
           
          55
          25
          Cr+
           
          1
          0
          n+X

          (3)如圖丁所示,木塊B和C的質(zhì)量分別為
          3
          4
          M
          和M固定在輕質(zhì)彈簧的兩端,靜止于光滑的水平面上.一質(zhì)量為M/4的木塊A以速度v水平向右與木塊B對(duì)心碰撞,并粘在一起運(yùn)動(dòng),求彈簧的最大彈性勢(shì)能Em

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          以下關(guān)于光的說(shuō)法中正確的是( 。

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