分析 根據(jù)折射定律求入射角的條件,利用全反射的條件和運動學(xué)知識求光線傳播所用的最長時間.
解答 解:①設(shè)激光束在光導(dǎo)纖維端面的入射角為i,折射角為α,折射光線射向側(cè)面時的入射角為β,要保證不會有光線從側(cè)壁射出來,其含義是能在側(cè)壁發(fā)生全反射.
由折射定律:n=\frac{sini}{sinα}
由幾何關(guān)系:α+β=90°,sinα=cosβ
恰好發(fā)生全反射臨界角的公式為:sinβ=\frac{1}{n},得:cosβ=\sqrt{1-\frac{1}{{n}^{2}}}
聯(lián)立得:sini=\sqrt{{n}^{2}-1}
要保證從端面射入的光線能發(fā)生全反射,應(yīng)有:sini≤\sqrt{{n}^{2}-1}
②光在玻璃絲中傳播速度的大小為:v=\frac{c}{n}
光速在玻璃絲軸線方向的分量為:vz=vsinβ
光線從玻璃絲端面AB傳播到其另一端面所需時間為:T=\frac{L}{{v}_{z}}
光線在玻璃絲中傳播,在剛好發(fā)生全反射時,光線從端面AB傳播到其另一端面所需的時間最長,聯(lián)立得:Tmax=\frac{L{n}^{2}}{c}
答:①光線在端面AB上的入射角應(yīng)滿足:sini≤\sqrt{{n}^{2}-1};
②線從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣嫠宓淖铋L時間\frac{L{n}^{2}}{c}.
點評 本題是2013年湖北高考題,考查了折射定律和全反射的條件,并對于幾何光學(xué)問題作出光路圖,正確的確定入射角和折射角,并靈活運用折射定律是解題的關(guān)鍵.
科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | |Wab|>|Wbc| | B. | E點的場強大于F點的場強 | ||
C. | 粒子由a點到b點,電勢能減小 | D. | a點的電勢較b點的電勢低 |
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 核子結(jié)合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量稱為結(jié)合能 | |
B. | 比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定,因此它的結(jié)合能也一定越大 | |
C. | 中等質(zhì)量原子核的結(jié)合能和比結(jié)合能均比輕核的要大 | |
D. | 重核與中等質(zhì)量原子核相比較,重核的結(jié)合能和比結(jié)合能都大 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 利用地球上接收到遙遠天體發(fā)出的光波的頻率來判斷遙遠天體相對于地球的運動速度 | |
B. | 交通警察向行進中的汽車發(fā)射一個已知頻率的電磁波,波被運動的汽車反射回來時,根據(jù)接收到的頻率發(fā)生的變化,就可知汽車的速度,以便于交通管理 | |
C. | 鐵路工人用耳貼在鐵軌上可判斷火車的運動情況 | |
D. | 有經(jīng)驗的戰(zhàn)士從炮彈飛行的尖叫聲判斷飛行炮彈是接近還是遠去 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | A、B兩恒星表面的重力加速度之比為\frac{1}{m} | |
B. | A、B兩恒星表面的重力加速度之比為\frac{1}{nm} | |
C. | A、B兩恒星的密度之比為\frac{1}{{m}^{3}} | |
D. | A、B兩恒星的密度之比為\frac{1}{n{m}^{3}} |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 物體在恒力作用下也可能做曲線運動 | |
B. | 曲線運動是變速運動,所以沿速度方向的合力一定不為零 | |
C. | 勻速圓周運動是速度、向心力、向心加速度均不變的運動 | |
D. | 圓周運動的合外力一定指向圓心,合外力提供向心力 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 圖線②表示水平分運動的v-t圖線 | |
B. | t1時刻的合運動速度方向與初速度方向夾角為30° | |
C. | t1時刻速度方向與水平方向夾角的正切值為1 | |
D. | 2t1時刻的速度方向與初速度方向夾角為60° |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 汽車做勻變速運動 | |
B. | 如果車速足夠大,車行駛至A時所受的支持力可能為零 | |
C. | 汽車在A處爆胎的可能性比在B處爆胎的可能性大 | |
D. | 當(dāng)車行駛至B時,車所受的重力大于地面對車的支持力 |
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