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精英家教网(1)如图1所示,是两个城市间的光缆中的一条光导纤维的一段,光缆总长为L,它的玻璃芯的折射率为n1,外层材料的折射率为n2.若光在空气中的传播速度近似为c,则对于光由它的一端射入经多次全反射后从另一端射出的过程中,下列判断中正确的是:
 
 
A.n1<n2,光通过光缆的时间等于
n
 
1
L
c

B.n1<n2,光通过光缆的时间大于
n
 
1
L
c

C.n1>n2,光通过光缆的时间等于
n
 
1
L
c

D.n1>n2,光通过光缆的时间大于
n
 
1
L
c

(2)图2为某一报告厅主席台的平面图,AB是讲台,S1、S2是与讲台上话筒等高的喇叭,它们之间的相互位置和尺寸如图所示.报告者的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫.为了避免啸叫,话筒最好摆放在讲台上适当的位置,在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消.已知空气中声速为340m/s,若报告人声音的频率为136Hz,问讲台上这样的位置有多少个?
分析:光导纤维内芯和外套材料不同,所以具有不同的折射率.要想使光的损失最小,光在光导纤维里传播时一定要发生全反射
解答:精英家教网解:(1)如图所示,欲使光在n1和n2的界面上发生全反射,需有n1>n2
光在介质n1中的传播最长路程为x=
L
sinc

传播速度为v=
C
n1

则最长时间t=
x
v
=
Ln1
Csinc

所以光通过光缆的时间大于
n
 
1
L
c

故选:D
(2)相应于声频f=136 Hz的声波的波长是
λ=
v
f
=
340
136
m=2.5m
    ①
在图中,O是AB的中点,P是OB上任一点.
.
S1P
-
.
S2P
表示为 
.
S1P
-
.
S2P
=k
λ
2
   ②
式中k为实数,当k=0,2,4,…时,
从两个喇叭来的声波因干涉而加强;
当k=1,3,5…时,从两个喇叭来的声波因干涉而相消.
由此可知,O是干涉加强点;
对于B点,
.
S1B
-
.
S2B
=20m-15m=4
λ
2

所以,B点也是干涉加强点.
因而O、B之间有两个干涉相消点,
由对称性可知,
AB上有4个干涉相消点.
点评:光的全反射必须从光密介质进入光疏介质,同时入射角大于临界角.两频率相同的声波相叠时,振动情况相同的则相互加强,振动情况相反的则相互抵消.
练习册系列答案
相关题目
(2009?朝阳区一模)(1)如图1所示,是某同学在“验证力的平行四边形定则”的实验中,根据实验数据按照一定的标度画出的力的图示.F1、F2、F、F′中不是由弹簧测力计测得的力是
F′
F′
(填字母).在该实验中需要记录和观察的是
AD
AD

A.记录F1、F2的大小和方向
B.记录F1、F2的夹角
C.观察F1、F2的大小是否在误差允许范围内相同
D.观察F、F′的大小和方向是否在误差允许范围内相同
(2)要测量一未知电阻Rx的阻值,实验室提供的器材如下:
A.待测电阻Rx
B.电源E:电动势约为3V
C.电流表A1:量程为0~5mA,内阻r1不超过10Ω
D.电流表A2:量程为0~1mA,内阻r2为50Ω
E.滑动变阻器R:最大阻值为50Ω
F.电阻箱R′:阻值0~9 999.9Ω
G.开关、导线若干
①由于没有电压表,甲同学利用电流表A2和电阻箱改装了一个0~3V的电压表(表盘刻度为改),则电流表A2应与电阻箱
串联
串联
(填“串联”或“并联”),电阻箱的阻值应为
2950
2950
Ω.该同学利用电流表内接法和电流表外接法分别测量Rx两端的电压和通过Rx的电流,读出两表的数据记录如下:
接法次数物理量
接法一 接法二
1 2 3 1 2 3
A1:I1/mA 1.50 2.00 2.50 1.50 2.00 2.50
A2:I2/mA 0.50 0.67 0.84 0.43 0.57 0.71
请你根据测量结果判断接法二是电流表
(填“内”或“外”)接法.用表示A2改装后的电压表,在测量Rx的以下实验电路中误差较小的是
B
B


②为测量电阻Rx,乙同学设计了如图2电路,他确定:只要保持滑动变阻器的画片P位置固定,无论怎样调节电阻箱,分压电路的输出电压变化都很小.这是因为待测电阻Rx
远大于
远大于
滑动变阻器R(填“远大于”、“远小于”或“大致等于”).
他的操作步骤如下:
A.将滑动变阻器的滑片P放在最左端,闭合开关S;
B.将电阻箱的阻值调节到零,调节滑动变器,使电流表A2的指针达到满偏;
C.保持滑动变阻器的滑片不动,调节电阻箱,使电流表的指针达到半偏;
D.读出电阻箱的示数,记为R0
E.断开开关,整理器材.
请你根据已知量与测量量,写出待测电阻Rx的表达式
R0-r2
R0-r2
.该测量值与真实值相比
偏大
偏大
(填“偏大”或“偏小”).
(1)如图1所示的演示实验中,A、B两球同时落地,说明
 
.某同学设计了如图的实验:将两个质量相等的小钢球,从斜面的同一高度由静止同时释放,滑道2与光滑水平板吻接,则他将观察到的现象是
 
,这说明
 

(2)如图2所示是自行车传动装置的示意图.假设踏脚板每2秒转一圈,要知道在这种情况下自行车前进的速度有多大,还需测量哪些量?
 
请在图中用字母标注出来,并用这些量推导出自行车前进速度的表达式:
 

(3)一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动,用下面的方法测量它匀速转动时的角速度.
实验器材:电磁打点计时器、米尺、纸带、复写纸片.
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实验步骤:
A.如图3所示,将电磁打点计时器固定在桌面上,将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后,固定在待测圆盘的侧面上,使得圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上.
B.启动控制装置使圆盘转动,同时接通电源,打点计时器开始打点.
C.经过一段时间,停止转动和打点,取下纸带.
①若打点周期为T,圆盘半径为r,x1,x2是纸带上选定的两点分别对应的米尺上的刻度值,n为选定的两点间的打点数(含两点),则圆盘角速度的表达式为ω=
 

②若交流电源的频率为50Hz,某次实验测得圆盘半径r=5.50×10-2m,得到纸带的一段如图所示,则角速度为
 
rad/s.
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(1)如图1所示,是多用电表示意图.某同学想用此多用电表检测一下家庭电路的电压,他应该将多用电表的挡位选择旋钮放在
 
位置.图1乙中示数即为他的测量值,则他所测家庭电路的电压为
 
V.
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(2)用如图2所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,能输出电压为6V的交流电和直流电.重锤从高处由静止开始落下,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点的痕迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.
①下列列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到电源的6V直流输出端上;
C.用天平测量出重锤的质量;
D.释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;
E.测量打出的纸带上某些点之间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能.
指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤,将其选项对应的字母填在下面的空行内,并说明其原因.
答:
 

②如图3所示.根据打出的纸带,选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E,测出A点距起始点O的距离为s0,点A、C间的距离为s1,点C、E间的距离为s2,使用交流电的频率为f,则根据这些条件可以计算出打C点时重锤的速度vc=
 
.还可以计算出重锤下落的加速度a=
 

③根据纸带算出的相关各点的速度v,量出下落的距离h,则以
1
2
v2为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出的
1
2
v2-h图线应是图4中的
 

④在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加,其原因主要是因为在重锤下落过程存在着阻力的作用,可以通过该实验装置测定该阻力的大小.若已知当地重力加速度为g,还需要测量的物理量是
 
.则重锤在下落过程中受到的平均阻力大小F=
 

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