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A.P先开始振动,震源距地震仪约36km
B.P先开始振动,震源距地震仪约25km
C.H先开始振动,震源距地震仪约36km
D.H先开始振动,震源距地震仪约25km
(2)2009年10月6日,原香港中文大学校长、“光纤之父”高锟教授获得诺贝尔物理学奖.某有线制导导弹发射时,在导弹发射基地和导弹间连一根细如蛛丝的特制光纤,它双向传输信号,能达到有线制导作用.光纤由纤芯和包层组成,其剖面如图,其中纤芯材料的折射率n1=2,包层折射率n2=
3 |
3 |
分析:(1)通过横波、纵波传播的速度大小确定哪个球先振动,通过时间间隔结合位移和速度求出震源与地震仪的距离.
(2)当在端面上入射角最大时,所用的时间最长,结合折射定律、几何关系求出信号往返需要的最长时间.
(2)当在端面上入射角最大时,所用的时间最长,结合折射定律、几何关系求出信号往返需要的最长时间.
解答:
解:(1)由于纵波的传播速度快些,所以纵波先到达地震仪处,所以P先开始振动.设地震仪距震源为x,则有
-
=5
解得:x=36km.故A正确.
故选A.
(2)如图所示,由题意在纤芯、和包层分界面上全反射临界角C满足n1sinC=n2sin90°,得C=60°
当在端面上的入射角最大(im=90°)时,折射角r也最大,在纤芯与包层分界面上的入射角i'最小.
在端面上im=90°时,由n1=
,得rm=30°
当在端面上入射角最大时所用的时间最长,这时光在纤芯中总路程为s=
,光纤中光速v=
,
时间为t=
=
=
s=8×10-5s.
故答案为:(1)A.(2)信号往返需要的最长时间为8×10-5s.
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x |
4 |
x |
9 |
解得:x=36km.故A正确.
故选A.
(2)如图所示,由题意在纤芯、和包层分界面上全反射临界角C满足n1sinC=n2sin90°,得C=60°
当在端面上的入射角最大(im=90°)时,折射角r也最大,在纤芯与包层分界面上的入射角i'最小.
在端面上im=90°时,由n1=
sin90° |
sinrm |
当在端面上入射角最大时所用的时间最长,这时光在纤芯中总路程为s=
2L |
cosrm |
c |
n1 |
时间为t=
s |
v |
2Ln1 |
c?cosrm |
2×3
| ||
3×108×cos30° |
故答案为:(1)A.(2)信号往返需要的最长时间为8×10-5s.
点评:本题考查机械振动、机械波以及光学知识,难度中等,需牢记基础知识点,加强训练.
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